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类也是对象

在理解元类前，需要先掌握Python中的类。在大多数编程语言中，类就是一组描述如何生成对象的代码段。在Python中这一点仍然成立：

但是，Python中的类远不止如此。类也是一种对象(实例)。是的，没错，就是对象。只要使用关键字class，Python解释器在执行时就会创建一个类对象。

上述代码在内存中创建一个名为ObjectCreator的类对象。只不过这个对象(类)拥有创建对象(类实例)的能力，而这也是它是一个类的原因。但是，ObjectCreator本质上仍然是一个对象，可以对它做如下的操作：

动态创建类

因为类也是对象，所以可以在运行时动态的创建它们，就像其他对象一样。可以在函数中创建类，使用class关键字即可。

由于类也是对象，所以它们也是通过什么东西来生成的。还记得内建函数type吗？这个古老但强大的函数能够让你知道一个对象的类型是什么，就像这样：

type还有一种完全不同的能力，它也能动态的创建类。type可以接受一个类的描述作为参数，然后返回一个类。(根据传入参数的不同，同一个函数拥有两种完全不同的用法是一件很傻的事情，但这在Python中是为了保持向后兼容性.)

type可以像这样工作

如下面的代码

等价于

type 接受一个字典来为类定义类属性，因此

可以翻译为

并且可以将Foo当成一个普通的类一样使用

当然，也可以继承这个类，如下代码

也可以写成

也可以为类增加方法

在Python中，类也是对象，可以动态的创建类。这就是当你使用关键字class时Python在幕后做的事情，这些是通过元类实现的。

什么是元类

元类就是用来创建类的“东西”。创建类是为了创建类的实例对象。但是我们已经知道了Python中的类也是对象。元类就是用来创建这些类(对象)的，元类就是类的类，简而言之，元类是用来创建和管理类对象的。可以这样理解：

ype可以让你这样创建一个类

**这是因为type是一个元类。**type就是Python在背后用来创建所有类的元类。

type就是创建类对象的类。可以通过__class__属性来看到这一点。Python中所有的东西，注意，是指所有的东西—都是对象。这包括整数、字符串、函数以及类。它们全部都是对象，而且它们都是从一个类创建而来的。

那么对于任何一个__class__的__class__属性又是什么呢？

因此，元类就是用来创建类对象的。如果你喜欢的话，可以把元类称为“类工厂”(不要和工厂类搞混了)。 type就是Python的内建元类，当然，你也可以自定义元类。

__metaclass__属性

可以在定义类的时候为其添加__metaclass__属性。

如果你这么做了，Python就会用指定的元类来创建类。

小心点，这里面有些技巧。首先写下class Foo(object)，但是类对象Foo还没有在内存中创建。Python会在类的定义中寻找__metaclass__属性，如果找到了，Python就会用它来创建类Foo，如果没有找到，就会用内建的type来创建这个类。

当你写如下代码时 :

Python做了如下的操作:

自定义元类

元类是用来创建和管理类对象的。

__metaclass__不一定是个类，函数也可以- -! 这里先以一个简单的函数作为例子开始。

这一次用一个真正的class来做元类。

请记住，’type’实际上是一个类，就像’str’和’int’一样，可以从type继承。

自定义元类时，通常会继承type，并重新实现__init__()或__new__()等方法。

在这里，创建的对象是类，我们希望能够自定义它，所以我们这里改写__new__ ，如果需要的话，也可以在__init__中做些事情。

你可能已经注意到了有个额外的参数upperattr_metaclass，这并没有什么特别的。类方法的第一个参数总是表示当前的实例，就像在普通的类方法中的self参数一样。当然了，为了清晰起见，这里的名字起的比较长。就像self一样，所有的参数都有它们的传统名称。因此，一个元类应该是这样的：

如果使用super方法的话，还可以使它变得更清晰一些。

再来个例子，定义一个元类，用来检查类对象中的方法是否定义了__doc__

未定义__doc__

定义了__doc__

除此之外，关于元类没有别的可说的了。使用到元类的代码比较复杂，这背后的原因倒并不是因为元类本身，而是因为通常会使用元类去做一些晦涩的事，依赖于自省，控制继承等等。确实，用元类来搞些“黑魔法”是特别有用的，但是搞出的东西都很复杂。就元类本身而言，它们其实是很简单的：

1) 拦截类的创建；

2) 修改和检查类；

3) 返回修改之后的类；

究竟为什么要使用元类？

现在回到我们的大主题，为什么要去使用这种容易出错且难懂的特性？好吧，一般来说，你根本就用不上它。

“元类就是黑魔法，99%的用户根本不必为此操心。如果你想搞清楚究竟是否需要用到元类，那么你就不需要它。那些实际用到元类的人都非常清楚地知道他们需要做什么，而且根本不需要解释为什么要用元类。“ —— Python界的领袖 Tim Peters

元类的主要用途是创建API。一个典型的例子是Django ORM。它允许像这样定义：

但是如果像这样做的话：

这并不会返回一个IntegerField对象，而是会返回一个int，甚至可以直接从数据库中取出数据。这是有可能的，因为models.Model定义了__metaclass__， 并且使用了一些魔法能够将你刚刚定义的简单的Person类转变成对数据库的一个复杂hook。Django框架将这些看起来很复杂的东西通过暴露出一个简单的使用元类的API将其化简，通过这个API重新创建代码，在背后完成真正的工作。

结语

首先，你知道了类是能够创建出类实例的对象。好吧，事实上，类本身也是实例，当然，它们是元类的实例。