Python进阶:metaclass谈
metaclass 的超越变形特性有什么用?
import yaml
class Monster(yaml.YAMLObject):
yaml_tag = u'!Monster'
def __init__(self, name, hp, ac, attacks):
self.name = name
self.hp = hp
self.ac = ac
self.attacks = attacks
def __repr__(self):
return "%s(name=%r, hp=%r, ac=%r, attacks=%r)" % (
self.__class__.__name__, self.name, self.hp, self.ac,
self.attacks) monster1 = yaml.load("""
--- !Monster
name: Cave spider
hp: [2,6] # 2d6
ac: 16
attacks: [BITE, HURT]
""",Loader=yaml.Loader) print(monster1)
#Monster(name='Cave spider', hp=[2, 6], ac=16, attacks=['BITE', 'HURT'])
print(type(monster1)) #<class '__main__.Monster'> print (yaml.dump(Monster(
name='Cave lizard', hp=[3,6], ac=16, attacks=['BITE','HURT']))
) # dump() 返回 str
# 输出
# !Monster
# ac: 16
# attacks: [BITE, HURT]
# hp: [3, 6]
# name: Cave lizard
上面的代码调用yaml.load(),就能把任意一个 yaml 序列载入成一个 Python Object;而调用yaml.dump(),就能把一个 YAMLObject 子类序列化。对于 load() 和 dump() 的使用者来说,他们完全不需要提前知道任何类型信息,这让超动态配置编程成了可能。
metaclass 的超越变形特性怎么用?
YAML 怎样用 metaclass 实现动态序列化 / 逆序列化功能,看其源码
#Python 2/3 相同部分
class YAMLObjectMetaclass(type):
def __init__(cls, name, bases, kwds):
super(YAMLObjectMetaclass, cls).__init__(name, bases, kwds)
if 'yaml_tag' in kwds and kwds['yaml_tag'] is not None:
cls.yaml_loader.add_constructor(cls.yaml_tag, cls.from_yaml)
# 省略其余定义 # Python 3
class YAMLObject(metaclass=YAMLObjectMetaclass):
yaml_loader = Loader
# 省略其余定义 # Python 2
class YAMLObject(object):
__metaclass__ = YAMLObjectMetaclass
yaml_loader = Loader
# 省略其余定义
YAMLObject 把 metaclass 都声明成了 YAMLObjectMetaclass
cls.yaml_loader.add_constructor(cls.yaml_tag, cls.from_yaml)
Python 底层语言设计层面是如何实现 metaclass 的?
第一,所有的 Python 的用户定义类,都是 type 这个类的实例。
class MyClass:
pass instance = MyClass() print(type(instance))
# 输出
#<class '__main__.MyClass'> print(type(MyClass))
# 输出
#<class 'type'>
instance 是 MyClass 的实例,而 MyClass 不过是“上帝”type 的实例。
class MyClass:
data = 1 instance = MyClass()
print(MyClass, instance)
# 输出
#(__main__.MyClass, <__main__.MyClass instance at 0x7fe4f0b00ab8>)
print(instance.data)
# 输出
# MyClass = type('MyClass', (), {'data': 1})
instance = MyClass()
print(MyClass, instance)
# 输出
#(__main__.MyClass, <__main__.MyClass at 0x7fe4f0aea5d0>) print(instance.data)
# 输出
#
可以看出,定义Myclass的时候Python实际调用的是type(classname, superclasses, attributedict),就是 type 的__call__运算符重载,接着会进一步调用
type.__new__(typeclass, classname, superclasses, attributedict)
type.__init__(class, classname, superclasses, attributedict)
class = type(classname, superclasses, attributedict)
# 变为了
class = MyMeta(classname, superclasses, attributedict)
使用 metaclass 的风险
参考
极客时间《Python 核心技术与实战》
class Mymeta(type):
def __init__(self, name, bases, dic):
super().__init__(name, bases, dic)
print('===>Mymeta.__init__')
print(self.__name__)
print(dic)
print(self.yaml_tag) def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('===>Mymeta.__new__')
print(cls.__name__)
return type.__new__(cls, *args, **kwargs) def __call__(cls, *args, **kwargs):
print('===>Mymeta.__call__')
obj = cls.__new__(cls)
obj.testPerporet = 'change' #修改子类的属性
cls.__init__(cls, *args, **kwargs)
return obj class Foo(metaclass=Mymeta):
yaml_tag = '!Foo'
testPerporet = 'orig' def __init__(self, name):
print('Foo.__init__')
self.name = name def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('Foo.__new__')
return object.__new__(cls) foo = Foo('foo')
print(foo.__dict__)
尘墨 提供的参考代码
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