python元类_Python中元类

元类(metaclass)

简单地说，元类就是一个能创建类的类，而类class 是由type创建的，class可以创建对象

1.type动态创建类：

def __init__(cls, what, bases=None, dict=None):

# known special case of type.__init__

"""

type(object_or_name, bases, dict)

type(object) -> the object's type

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

# (copied from class doc)

"""

pass

从type源码可以看出，type接受3个参数，第一个是要创建的类名，第二个参数是接受一个tuple(这个类所继承的基类)，第三个参数接受一个dict(这个类的属性)

class BaseResource:

def check_resource(self):

return "base class"

def paper_edit(self):

return "edit paper..."

if __name__=="__main__":

Paper = type(

"Paper",

(BaseResource,),

{

"name":"paper_name",

"paper_edit":paper_edit

}

)

paper = Paper()

print(paper.check_resource())

print(paper.name)

print(paper.paper_edit())

result：

base class

paper_name

edit paper...

上例可以看到，使用type创建了Paper类，BaseResource是Paper的基类，paper有name属性和paper_edit方法

2.metaclass控制类对象的生成

对于python中类的实例化过程

(1). 首先寻找类中的metaclass

(2).如果找不到则找其父类的metaclass

(3).如果父类也找不到metaclass，则找其模块中的如抽象类找abc模块的抽象类详见：Python抽象类

(4).在都找不到metaclass的情况下，使用type生成类

class BaseMetaClass(type):

def __new__(cls, name, bases, dict_agrs):

upper_dict = dict(

(arg_name.upper(), arg_val)

for arg_name, arg_val in dict_agrs.items()

)

return super().__new__(cls, name, bases, upper_dict)

class Paper(metaclass=BaseMetaClass):

name = "aaa"

print("hasattr(Paper, 'name'):{}".format(hasattr(Paper, 'name')))

print("hasattr(Paper, 'NAME'):{}".format(hasattr(Paper, 'NAME')))

BaseMetaClass的父类是type，实现了type的__new__方法，将type()方法的第三个参数(类的属性)做属性名大写转换， Paper类中定义了metaclass，在生成Paper类前会先去执行metaclass，即name="Paper" bases=() dict_agrs = {"name":"aaa"}, dict_agrs 执行大写转换后变成 {"NAME":"aaa"},即：Paper = type("Paper" ,() ,{"NAME":"aaa"})

result

hasattr(Paper, 'name'):False

hasattr(Paper, 'NAME'):True

3.使用元类实现单例模式

1 classSingletonMetaClass(type):2 __instance =None3

4 def __call__(cls, *args, **kwargs):5 if cls.__instance isNone:6 cls.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)7 print(cls.__instance)8 return cls.__instance

11 class Singleton(metaclass=SingletonMetaClass):12 pass

14 singleton1 =Singleton()15 singleton2 =Singleton()16 print(id(singleton1))17 print(id(singleton2))

Singleton类在生成时先调用SingletonMetaClass，Singleton作为SingletonMetaClass的一个实例，

执行Singleton()时，会调用__call__方法(__call__让实例能像函数一样调用)，__call__在Singleton类实例化(__new__和__init)之前调用，执行Singleton2时，直接返回之前存储在类属性cls._instance中的实例。

result

<__main__.Singleton object at 0x7fbd720fd978>

140451639187832

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