Python3 五分钟理解元类（Metaclasses）

发布时间：2021-07-06 05:58:47 所属栏目：大数据来源： https://blog.csdn.net/yilovex

导读：五分钟理解元类（ Metaclasses ）真的，它并非巫术。原文地址： http://www.voidspace.org.uk/python/articles/five-minutes.shtml 日期： 16 September,2008. 译者：赖勇浩（ http://blog.csdn.net/lanphaday ） ? “元类的魔幻变化比 ?99%? 的用户所担心

[1]

?'one-pl'是指只有一个元素的元组。

（编辑：北几岛）

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五分钟理解元类（Metaclasses）

真的，它并非巫术。

原文地址：http://www.voidspace.org.uk/python/articles/five-minutes.shtml

日期：16 September,2008.

译者：赖勇浩（http://blog.csdn.net/lanphaday）

?“元类的魔幻变化比?99%?的用户所担心的更多，当你搞不懂是否真的需要用它的时候，就是不需要。”

—Tim Peters

本文源于在?PyCon UK 2008?上的一个快速演讲。

元类被称为?Python?中的“深奥的巫术”。尽管你需要用到它的地方极少（除非你基于?zope?编程），可事实上它的基础理论其实令人惊讶地易懂。

一切皆对象

一切皆对象
一切都有类型
?“class”和“type”之间本质上并无不同
类也是对象
它们的类型是?type

以前，术语?type?用于内置类型，而术语?class?用于用户定义的类，但自?Pythoon 2.2?以来“class”和“type”本质上并无不同。

对于旧风格（old-style）类的类型是?types.ClassType。

真的，这是真的

Python?2.5.1(r251:54869,Apr182007,128);">22:08:04)
>>>?classSomethingobject):...?????passSomething<'__main__.Something'>type)<'type'>

从这里可以看出在交互式解释器中创建的类是一个?first class?的对象。

类的类是……

它的元类……

就像对象是类的实例一样，类是它的元类的实例。

调用元类可以创建类。

确切来说，Python?中的其它对象也是如此。

因此当你创建一个类时……

解释器会调用元类来生成它……

定义一个继承自?object?的普通类意味着调用来创建它：

>>> help(type)

Help on class type in module __builtin__:

?

class type(object)

?|??type(object) -> the object's type

?|??type(name,bases,dict) -> a new type

type?的第二种用法尤为重要。当解释器在执行一条类定义语句时（如例子中最初的两行代码之后），它会用下面的参数调用?type：

字符串形式的类名
元组形式的基类序列——在我们的例子中是只有一个元素的元组（’one-pl’）[1]，如(object,)。

包括由名字影射的类成员（类属性、方法等）的字典

简单模拟

def__init__self?????.message='Hello World'say_helloprintattrs{'__init__':,0);">'say_hello'}basesHello'Hello'basesattrs'__main__.Hello'hHello()h
World

以上代码创建了类属性的字典，然后调用来创建了名为?Hello?的类。

__Metaclass__?的魔法

只要在类定义中把?__Metaclass__?设置为任意有着与相同参数的可调用对象，就能够提供自定义的元类。

通常使用从继承的方法：

PointlessMetaclass
????__new__Metaname
????????# do stuff...????????return)

重要的是在?__new__?方法中我们能够读取或改变传入的用以创建新类的参数。从而能够内省属性字典和改动、增加或者删除成员。

尽管当实例化一个类时这两个函数都会被调用，但覆盖比?__init__?更为重要。__init__?初始化一个实例，而的职责是创建它。因此如果元类用以自定义类的创建，就需要覆盖的?__new__。

使用新类而非仅仅提供工厂函数的原因在于如果使用工厂函数（那样只是调用）的话元类不会被继承。

In Action...

WhizzBang__Metaclass__PointlessMetaclassWhizzBang'__main__.WhizzBang''__main__.PointlessMetaClass'WhizzBang?是一个类，但它现在已经不是的实例，而是我们自定义的元类的实例了……

这有什么用？

很好的问题，元类将用在创建使用了它的新类时调用，这里是一些关于这样做的好处的观点：

装饰（Decorate）类的所有方法，用以日志记录或者性能剖分。
自动?Mix-in?新方法

在创建时注册类。（例如自动注册插件或从类成员创建数据库模式。）

提供接口注册，功能自动发现和接口适配。

类校验：防止子类化，校验所有的方法是否都有?docstrings。

最重要之处在于元类中是在最后对的调用时才真正创建类，所以可以自由地随你喜欢地改变属性字典（以及名称和元组形式的基类序列）。

一些流行的?Python ORM（Object Relational Mappers（对象关系影射），用以和数据库协同工作）也如此使用元类。

哦，还有因为元类是继承的，所以你能够提供一个使用了你的元类的基类，而继承自它的子类就无需显式声明它了。

但是……

我曾未需要使用它来编写代码……（我们用它来剖分，也在?Ironclad?项目广泛应用它，但我不编写这些）。

还有，这一切只适用于?Python 2.x，其中的机制在?Python 3?中已经改变了。

type(type) is type

在?Python 2.6?中现在也可用使用??class decorators?来实现许多以前可能需要用元类来实现的东西。

最后，还有一个极尽奇技淫巧的例子（稍为深入，但仍然不难消化），可以去看看?The Selfless Metaclass。它通过字节码和方法签名重写来避免显式地声明?self?
。