Python 面向对象高阶-----metaclass

前言

类也是对象，既然类是对象，那就自然是某个东西的实例化，这个东西就是type

首先看下type是怎么回事

type

type最常用的方法就是查看类型，这只是他的基础用法罢了

>>> print(type(1))
<type 'int'>
>>> print(type(""))
<type 'str'>
>>> print(type(ObjectCreator))
<type 'type'>
>>> print(type(ObjectCreator()))
<class '__main__.ObjectCreator'>

type 通过传入其他参数也可以实现类的创建

普通方式创建类：

class Foo(object):
    bar = True
 
    def echo_bar(self):
        print(self.bar)

继承关系的方式

class FooChild(Foo):
    pass

type 方式创建类：

def echo_bar(self):
    print(self.bar)
 
Foo = type('Foo', (), {'bar':True, 'echo_bar': echo_bar})

有继承关系方式：

FooChild = type('FooChild', (Foo, ), {})

以上两种方法是等效的

type 的类创建方式的参数需要三个：

类的名字
一组"类的父类"的元组(tuple) (这个会实现继承,也可以为空)
字典 (类的属性名与值,key-value的形式，不传相当于为空，如一般写法中的pass).

metaclass

说白了,函数 type 就是一个特殊的metaclass.
python在背后使用 type 创造了所有的类。type是所有类的metaclass.

在python中，一切皆为对象：整数、字符串、函数、类.所有这些对象，都是通过类来创造的.

    >>> age = 35
    >>> age.__class__
    <type 'int'>
 
    >>> name = 'bob'
    >>> name.__class__
    <type 'str'>
 
    >>> def foo(): pass
    >>> foo.__class__
    <type 'function'>
 
    >>> class Bar(object): pass
    >>> b = Bar()
    >>> b.__class__
    <class '__main__.Bar'>

而__class__的__class__则就是由 type 来的了

    >>> age.__class__.__class__
    <type 'type'>
    >>> name.__class__.__class__
    <type 'type'>
    >>> foo.__class__.__class__
    <type 'type'>
    >>> b.__class__.__class__
    <type 'type'>

metaclass就是创造类对象的工具.如果你喜欢，你也可以称之为"类的工厂".

type是python內置的metaclass。不过，你也可以编写自己的metaclass.

指定 metaclass

class Foo(metaclass=MyType):　　  # python 3
　　# __metaclass__ = MyType 　　 # python 2
　　pass

流程

Foo中有__metaclass__这个属性吗？

有：

　　如果有，会在内存中通过__metaclass__创建一个名字为Foo的类对象。

没有：

　　如果没有__metaclass__，它会继续在Bar（父类）中寻找，并尝试做和前面同样的操作。

　　如果父类也没有找到__metaclass__，它就会在模块(module)中去寻找__metaclass__，并尝试做同样的操作。

　　如果始终都找不到__metaclass__，最终只能使用内置的type(这也是一个metaclass)来创建这个类对象。

自定义metaclass

使用metaclass的主要目的，是为了能够在创建类的时候，自动地修改类

自定义 metaclass 首先就需要自定义一个不同于 type 的自定义 MyType，能够实现之前的 type 的类创建功能基础上在实现其他想要的功能

class MyType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        super().__init__(*args,**kwargs)
 
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        obj = cls.__new__(cls)
 
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs)
 
        return obj

在创建类的时候指定 metaclass 为自定义的 MyType 即可

class Foo(object,metaclass=MyType):  # metaclass 指定由谁来创建这个类
    a1 = 123
    def __init__(self):
        pass
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__new__(cls)
 
    def func(self):
        return 666

那么在此类创建实例的时候的流程是怎样的呢？

foo = Foo()

流程

创建类时

先执行 MyType 的 __init__ 方法，由super 转向先执行父类 type 的 __init__ 来创建类

类实例化时

当一个类在实例化时候，先执行 type 的 __call__ 方法， __call__ 方法的返回值就是实例化对象

__call__ 内部调用：

　　类.__new__ 方法：创建对象

　　类.__init__ 方法：对象初始化