每天一道 python 面试题 - Python中的元类(metaclass)

内容导读

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内容图文

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

虽然在Python中您可以对元类使用任意可调用对象（例如Jerub演示），但是更好的方法是使其成为实际的类。type是Python中常见的元类。type它本身是一个类，并且是它自己的类型。您将无法type纯粹使用Python 重新创建类似的东西，但是Python有点作弊。要在Python中创建自己的元类，您实际上只想将其子类化type。

元类最常用作类工厂。当您通过调用类创建对象时，Python通过调用元类来创建一个新类（执行“ class”语句时）。因此，与普通方法__init__和__new__方法结合使用，元类可以让您在创建类时做“额外的事情”，例如在某些注册表中注册新类或将其完全替换为其他类。

class执行该语句时，Python首先将class语句的主体作为普通代码块执行。生成的名称空间（字典）保留了将来类的属性。通过查看待定类的基类（继承了元类），待定类的__metaclass__属性（如果有）或__metaclass__全局变量来确定元类。然后使用该类的名称，基数和属性调用该元类以实例化它。

但是，元类实际上定义了类的类型，而不仅仅是它的工厂，因此您可以使用它们做更多的事情。例如，您可以在元类上定义常规方法。这些元类方法就像类方法，因为它们可以在没有实例的情况下在类上调用，但是它们也不像类方法，因为它们不能在类的实例上被调用。type.__subclasses__()是type元类上方法的示例。您还可以定义正常的“魔力”的方法，如__add__，__iter__和__getattr__，执行或如何变化的类的行为。

这是一些细节的汇总示例：

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)

 ? ? ? ?# cla***egistry.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):
 ? ? ? ?# cla***egistry.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__)

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内容总结

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