python元类及用法（详解Python元类(metaclass)）

什么是元类？

理解元类（metaclass）之前
  
  
  
  
  
  
，我们先了解下Python中的OOP和类（Class）             。

面向对象全称 Object Oriented Programming 简称OOP  
  
  
  
  
  
 ，这种编程思想被大家所熟知
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
 。它是把对象作为一个程序的基本单元
 


 


 


 


 


 


 ，把数据和功能封装在里面
 
 
 
 
 
 
，能够实现很好的复用性   
   
   
   
   
   
 ，灵活性和扩展性












。OOP中有2个基本概念：类和对象：

类是描述如何创建一个对象的代码段
 

 

 

 

 

 

 ，用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合

 

 

 

 

 

 
，它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法

对象是类的实例（Instance） 
  
  
  
  
  
  。

我们举个例子：

In:classObjectCreator(object): ...:pass ...: In:my_object=ObjectCreator() In:my_object Out:<__main__.ObjectCreatorat0x1082bbef0>

而Python中的类并不是仅限于此：

In:print(ObjectCreator) <class__main__.ObjectCreator>

ObjectCreator竟然可以被print             ，所以它的类也是对象！既然类是对象
 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 ，你就能动态地创建它们












，就像创建任何对象那样
  
  
  
  
  
  
 。我在日常工作里面就会有这种动态创建类的需求                   ，比如在mock数据的时候 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ，现在有个函数func接收一个参数：

In:deffunc(instance): ...:print(instance.a,instance.b) ...:print(instance.method_a(10)) ...:

正常使用起来传入的instance是符合需求的（有a
  
  
  
  
  
  
、b属性和method_a方法）



















，但是当我想单独调试func的时候            ，需要「造」一个  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  ，假如不用元类












，应该是这样写:

In:defgenerate_cls(a,b): ...:classFake(object): ...:defmethod_a(self,n): ...:returnn ...:Fake.a=a ...:Fake.b=b ...:returnFake ...: In:ins=generate_cls(1,2)() In:ins.a,ins.b,ins.method_a(10) Out:(1,2,10)

你会发现这不算算是「动态创建」的：

类名（Fake）不方便改变

要创建的类需要的属性和方法越多
  
  
  
  
  
  
，就要对应的加码  
  
  
  
  
  
 ，不灵活
 


 


 


 


 


 


。

我平时怎么做呢：

In:defmethod_a(self,n): ...:returnn ...: In:ins=type(Fake,(),{a:1,b:2,method_a:method_a})() In:ins.a,ins.b,ins.method_a(10) Out:(1,2,10)

到了这里
 


 


 


 


 


 


 ，引出了type函数 
 
 
 
 
 
 。本来它用来能让你了解一个对象的类型：

In:type(1) Out:int In:type(1) Out:str In:type(ObjectCreator) Out:type In:type(ObjectCreator()) Out:__main__.ObjectCreator

另外
 
 
 
 
 
 
，type如上所说还可以动态地创建类：type可以把对于类的描述作为参数   
   
   
   
   
   
 ，并返回一个类
   
   
   
   
   
   
 。

用来创建类的东东就是「元类」

MyClass=type(MyClass,(),{})

这种用法就是由于type实际上是一个元类
 

 

 

 

 

 

 ，作为元类的type在Python中被用于在后台创建所有的类
 

 

 

 

 

 

。在Python语言上有个说法「Everything is an object」 

 

 

 

 

 

 。包整数  
  
  
  
  
  
 、字符串
 


 


 


 


 


 


 、函数和类... 所有这些都是对象             。所有这些都是由一个类创建的：

In:age=35 In:age.__class__ Out:int In:name=bob In:name.__class__ Out:str ...

现在

 

 

 

 

 

 
，任何__class__中的特定__class__是什么？

In:age.__class__.__class__ Out:type In:name.__class__.__class__ Out:type ...

如果你愿意             ，你可以把type称为「类工厂」

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

。type是Python中内建元类
 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 ，当然












，你也可以创建你自己的元类











。

创建自己的元类

Python2创建类的时候                   ，可以添加一个__metaclass__属性：

classFoo(object): __metaclass__=something... [...]

如果你这样做 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ，Python会使用元类来创建Foo这个类                    。Python会在类定义中寻找__metaclass__
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
。如果找到它



















，Python会用它来创建对象类Foo


















。如果没有找到它            ，Python将使用type来创建这个类             。

在Python3中语法改变了一下：

classSimple1(object,metaclass=something...): [...]