python - Python 中的元类是什么？

Question

在 Python 中，元类是什么，我们用它们做什么？

Answer 1

元类是类的类。类定义类的实例(即对象)的行为方式，而元类定义类的行为方式。类是元类的实例。

虽然在 Python 中您可以为元类使用任意可调用对象(如 Jerub 所示)，但更好的方法是使其成为实际的类本身。 type是 Python 中常见的元类。 type本身就是一个类，它是它自己的类型。您将无法重新创建类似 type 的内容。纯粹在 Python 中，但 Python 有点作弊。要在 Python 中创建自己的元类，您真的只想继承 type .

元类最常用作类工厂。当您通过调用类创建对象时，Python 会通过调用元类来创建一个新类(当它执行“class”语句时)。结合正常__init__和 __new__因此，元类允许您在创建类时做“额外的事情”，例如使用某些注册表注册新类或完全用其他内容替换该类。

当class语句被执行，Python首先执行class的主体语句作为一个普通的代码块。生成的命名空间(一个 dict)保存了类的属性。元类是通过查看 future 类的基类来确定的(元类是继承的)，在 __metaclass__类的属性(如果有)或 __metaclass__全局变量。然后使用类的名称、基类和属性调用元类以实例化它。

然而，元类实际上定义了一个类的类型，而不仅仅是它的工厂，所以你可以用它们做更多的事情。例如，您可以在元类上定义普通方法。这些元类方法类似于类方法，因为它们可以在没有实例的类上调用，但它们也不像类方法，因为它们不能在类的实例上调用。 type.__subclasses__()是 type 上的方法示例元类。您还可以定义正常的“魔术”方法，例如 __add__ , __iter__和 __getattr__ , 实现或更改类的行为方式。

以下是点点滴滴的汇总示例:

def make_hook(f):
    """Decorator to turn 'foo' method into '__foo__'"""
    f.is_hook = 1
    return f

class MyType(type):
    def __new__(mcls, name, bases, attrs):

        if name.startswith('None'):
            return None

        # Go over attributes and see if they should be renamed.
        newattrs = {}
        for attrname, attrvalue in attrs.iteritems():
            if getattr(attrvalue, 'is_hook', 0):
                newattrs['__%s__' % attrname] = attrvalue
            else:
                newattrs[attrname] = attrvalue

        return super(MyType, mcls).__new__(mcls, name, bases, newattrs)

    def __init__(self, name, bases, attrs):
        super(MyType, self).__init__(name, bases, attrs)

        # classregistry.register(self, self.interfaces)
        print "Would register class %s now." % self

    def __add__(self, other):
        class AutoClass(self, other):
            pass
        return AutoClass
        # Alternatively, to autogenerate the classname as well as the class:
        # return type(self.__name__ + other.__name__, (self, other), {})

    def unregister(self):
        # classregistry.unregister(self)
        print "Would unregister class %s now." % self

class MyObject:
    __metaclass__ = MyType


class NoneSample(MyObject):
    pass

# Will print "NoneType None"
print type(NoneSample), repr(NoneSample)

class Example(MyObject):
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    @make_hook
    def add(self, other):
        return self.__class__(self.value + other.value)

# Will unregister the class
Example.unregister()

inst = Example(10)
# Will fail with an AttributeError
#inst.unregister()

print inst + inst
class Sibling(MyObject):
    pass

ExampleSibling = Example + Sibling
# ExampleSibling is now a subclass of both Example and Sibling (with no
# content of its own) although it will believe it's called 'AutoClass'
print ExampleSibling
print ExampleSibling.__mro__