(转)元类metaclass
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一 前言
元类属于python面向对象编程的深层魔法,99%的人都不得要领,一些自以为搞明白元类的人其实也只是自圆其说、点到为止,从对元类的控制上来看就破绽百出、逻辑混乱,今天我就来带大家来深度了解python元类的来龙去脉。
笔者深入浅出的背后是对技术一日复一日的执念,希望可以大家可以尊重原创,为大家能因此文而解开对元类所有的疑惑而感到开心!!!
二 什么是元类
一切源自于一句话:python中一切皆为对象。让我们先定义一个类,然后逐步分析
class OldboyTeacher(object):
school='oldboy'<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %self.name)</pre>
所有的对象都是实例化或者说调用类而得到的(调用类的过程称为类的实例化),比如对象t1是调用类OldboyTeacher得到的
t1=OldboyTeacher('egon',18)
print(type(t1)) #查看对象t1的类是<class '__main__.OldboyTeacher'>
如果一切皆为对象,那么类OldboyTeacher本质也是一个对象,既然所有的对象都是调用类得到的,那么OldboyTeacher必然也是调用了一个类得到的,这个类称为元类
于是我们可以推导出===>产生OldboyTeacher的过程一定发生了:OldboyTeacher=元类(...)
print(type(OldboyTeacher)) # 结果为<class 'type'>,证明是调用了type这个元类而产生的OldboyTeacher,即默认的元类为type
三 class关键字创建类的流程分析
上文我们基于python中一切皆为对象的概念分析出:我们用class关键字定义的类本身也是一个对象,负责产生该对象的类称之为元类(元类可以简称为类的类),内置的元类为type
class关键字在帮我们创建类时,必然帮我们调用了元类OldboyTeacher=type(...),那调用type时传入的参数是什么呢?必然是类的关键组成部分,一个类有三大组成部分,分别是
1、类名class_name='OldboyTeacher'
2、基类们class_bases=(object,)
3、类的名称空间class_dic,类的名称空间是执行类体代码而得到的
调用type时会依次传入以上三个参数
综上,class关键字帮我们创建一个类应该细分为以下四个过程
#exec:三个参数 #参数一:包含一系列python代码的字符串 #参数二:全局作用域(字典形式),如果不指定,默认为globals() #参数三:局部作用域(字典形式),如果不指定,默认为locals() #可以把exec命令的执行当成是一个函数的执行,会将执行期间产生的名字存放于局部名称空间中
g={
'x':1,
'y':2
}
l={} exec('''
global x,z
x=100
z=200 m=300
''',g,l) print(g) #{'x': 100, 'y': 2,'z':200,......}
print(l) #{'m': 300}
五 自定义元类控制类OldboyTeacher的创建
一个类没有声明自己的元类,默认他的元类就是type,除了使用内置元类type,我们也可以通过继承type来自定义元类,然后使用metaclass关键字参数为一个类指定元类
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类
pass class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})
school='oldboy'<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %self.name)</pre>
自定义元类可以控制类的产生过程,类的产生过程其实就是元类的调用过程,即OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...}),调用Mymeta会先产生一个空对象OldoyTeacher,然后连同调用Mymeta括号内的参数一同传给Mymeta下的__init__方法,完成初始化,于是我们可以
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
# print(self) #<class '__main__.OldboyTeacher'>
# print(class_bases) #(<class 'object'>,)
# print(class_dic) #{'__module__': '__main__', '__qualname__': 'OldboyTeacher', 'school': 'oldboy', '__init__': <function OldboyTeacher.__init__ at 0x102b95ae8>, 'say': <function OldboyTeacher.say at 0x10621c6a8>}
super(Mymeta, self).__init__(class_name, class_bases, class_dic) # 重用父类的功能<span style="color: #0000ff;">if</span><span style="color: #000000;"> class_name.islower():
</span><span style="color: #0000ff;">raise</span> TypeError(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">类名%s请修改为驼峰体</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">class_name) </span><span style="color: #0000ff;">if</span> <span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">__doc__</span><span style="color: #800000;">'</span> <span style="color: #0000ff;">not</span> <span style="color: #0000ff;">in</span> class_dic <span style="color: #0000ff;">or</span> len(class_dic[<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">__doc__</span><span style="color: #800000;">'</span>].strip(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;"> \n</span><span style="color: #800000;">'</span>)) ==<span style="color: #000000;"> 0:
</span><span style="color: #0000ff;">raise</span> TypeError(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">类中必须有文档注释,并且文档注释不能为空</span><span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #000000;">)
class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})
"""
类OldboyTeacher的文档注释
"""
school='oldboy'<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %self.name)</pre>
六 自定义元类控制类OldboyTeacher的调用
储备知识:__call__
class Foo:
def __call__(self, *args, **kwargs):
print(self)
print(args)
print(kwargs) obj=Foo()
#1、要想让obj这个对象变成一个可调用的对象,需要在该对象的类中定义一个方法__call__方法,该方法会在调用对象时自动触发2、调用obj的返回值就是__call__方法的返回值
res=obj(1,2,3,x=1,y=2)
由上例得知,调用一个对象,就是触发对象所在类中的__call__方法的执行,如果把OldboyTeacher也当做一个对象,那么在OldboyTeacher这个对象的类中也必然存在一个__call__方法
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类
def __call__(self, *args, **kwargs):
print(self) #<class '__main__.OldboyTeacher'>
print(args) #('egon', 18)
print(kwargs) #{}
return 123 class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta):
school='oldboy'<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)
# 调用OldboyTeacher就是在调用OldboyTeacher类中的__call__方法
然后将OldboyTeacher传给self,溢出的位置参数传给*,溢出的关键字参数传给**
调用OldboyTeacher的返回值就是调用__call__的返回值
t1=OldboyTeacher('egon',18)
print(t1) #
默认地,调用t1=OldboyTeacher('egon',18)会做三件事
1、产生一个空对象obj
2、调用__init__方法初始化对象obj
3、返回初始化好的obj
对应着,OldboyTeacher类中的__call__方法也应该做这三件事
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类
def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
#1、调用__new__产生一个空对象obj
obj=self.__new__(self) # 此处的self是类OldoyTeacher,必须传参,代表创建一个OldboyTeacher的对象obj<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">2、调用__init__初始化空对象obj</span>
self.<span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs) </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">3、返回初始化好的对象obj</span>
<span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj
class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta):
school='oldboy'<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)
t1=OldboyTeacher('egon',18)
print(t1.dict) #{'name': 'egon', 'age': 18}
上例的__call__相当于一个模板,我们可以在该基础上改写__call__的逻辑从而控制调用OldboyTeacher的过程,比如将OldboyTeacher的对象的所有属性都变成私有的
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类
def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
#1、调用__new__产生一个空对象obj
obj=self.__new__(self) # 此处的self是类OldoyTeacher,必须传参,代表创建一个OldboyTeacher的对象obj<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">2、调用__init__初始化空对象obj</span>
self.<span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs) </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 在初始化之后,obj.__dict__里就有值了</span>
obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span>={<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">_%s__%s</span><span style="color: #800000;">'</span> %(self.<span style="color: #800080;">__name__</span>,k):v <span style="color: #0000ff;">for</span> k,v <span style="color: #0000ff;">in</span> obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span><span style="color: #000000;">.items()}
</span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">3、返回初始化好的对象obj</span>
<span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj
class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta):
school='oldboy'<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)
t1=OldboyTeacher('egon',18)
print(t1.dict) #{'_OldboyTeacher__name': 'egon', '_OldboyTeacher__age': 18}
上例中涉及到查找属性的问题,比如self.__new__,请看下一小节
六 再看属性查找
结合python继承的实现原理+元类重新看属性的查找应该是什么样子呢???
在学习完元类后,其实我们用class自定义的类也全都是对象(包括object类本身也是元类type的 一个实例,可以用type(object)查看),我们学习过继承的实现原理,如果把类当成对象去看,将下述继承应该说成是:对象OldboyTeacher继承对象Foo,对象Foo继承对象Bar,对象Bar继承对象object
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类
n=444<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **kwargs): <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">self=<class '__main__.OldboyTeacher'></span>
obj=self.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
self.</span><span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)
</span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj
class Bar(object):
n=333class Foo(Bar):
n=222class OldboyTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):
n=111school</span>=<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">oldboy</span><span style="color: #800000;">'</span> <span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)
print(OldboyTeacher.n) #自下而上依次注释各个类中的n=xxx,然后重新运行程序,发现n的查找顺序为OldboyTeacher->Foo->Bar->object->Mymeta->type
于是属性查找应该分成两层,一层是对象层(基于c3算法的MRO)的查找,另外一个层则是类层(即元类层)的查找
#查找顺序:
#1、先对象层:OldoyTeacher->Foo->Bar->object
#2、然后元类层:Mymeta->type
依据上述总结,我们来分析下元类Mymeta中__call__里的self.__new__的查找
class Mymeta(type):
n=444<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **kwargs): <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">self=<class '__main__.OldboyTeacher'></span>
obj=self.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(self.<span style="color: #800080;">__new__</span> <span style="color: #0000ff;">is</span> object.<span style="color: #800080;">__new__</span>) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">True</span>
class Bar(object):
n=333<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> def __new__(cls, *args, **kwargs):</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> print('Bar.__new__')</span>
class Foo(Bar):
n=222<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> def __new__(cls, *args, **kwargs):</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> print('Foo.__new__')</span>
class OldboyTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):
n=111school</span>=<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">oldboy</span><span style="color: #800000;">'</span> <span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name) </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> def __new__(cls, *args, **kwargs):</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> print('OldboyTeacher.__new__')</span>
OldboyTeacher('egon',18) #触发OldboyTeacher的类中的__call__方法的执行,进而执行self.__new__开始查找
总结,Mymeta下的__call__里的self.__new__在OldboyTeacher、Foo、Bar里都没有找到__new__的情况下,会去找object里的__new__,而object下默认就有一个__new__,所以即便是之前的类均未实现__new__,也一定会在object中找到一个,根本不会、也根本没必要再去找元类Mymeta->type中查找__new__
我们在元类的__call__中也可以用object.__new__(self)去造对象
但我们还是推荐在__call__中使用self.__new__(self)去创造空对象,因为这种方式会检索三个类OldboyTeacher->Foo->Bar,而object.__new__则是直接跨过了他们三个
最后说明一点
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类
n=444<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__new__</span>(cls, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs):
obj</span>=type.<span style="color: #800080;">__new__</span>(cls,*args,**kwargs) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 必须按照这种传值方式</span>
<span style="color: #0000ff;">print</span>(obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span><span style="color: #000000;">)
</span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> return obj # 只有在返回值是type的对象时,才会触发下面的__init__</span>
<span style="color: #0000ff;">return</span> 123 <span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,class_name,class_bases,class_dic):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">run。。。</span><span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #000000;">)
class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): #OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})
n=111school</span>=<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">oldboy</span><span style="color: #800000;">'</span> <span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
self.age</span>=<span style="color: #000000;">age </span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
</span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)
print(type(Mymeta)) #<class 'type'>
产生类OldboyTeacher的过程就是在调用Mymeta,而Mymeta也是type类的一个对象,那么Mymeta之所以可以调用,一定是在元类type中有一个__call__方法
该方法中同样需要做至少三件事:
class type:
def call(self, *args, **kwargs): #self=<class 'main.Mymeta'>
obj=self.new(self,*args,**kwargs) # 产生Mymeta的一个对象
self.init(obj,*args,**kwargs)
return obj
七 练习题
练习一:在元类中控制把自定义类的数据属性都变成大写
class Mymetaclass(type):
def __new__(cls,name,bases,attrs):
update_attrs={}
for k,v in attrs.items():
if not callable(v) and not k.startswith('__'):
update_attrs[k.upper()]=v
else:
update_attrs[k]=v
return type.__new__(cls,name,bases,update_attrs) class Chinese(metaclass=Mymetaclass):
country='China'
tag='Legend of the Dragon' #龙的传人
def walk(self):
print('%s is walking' %self.name) print(Chinese.dict)
'''
{'module': 'main',
'COUNTRY': 'China',
'TAG': 'Legend of the Dragon',
'walk': <function Chinese.walk at 0x0000000001E7B950>,
'dict': <attribute 'dict' of 'Chinese' objects>,
'weakref': <attribute 'weakref' of 'Chinese' objects>,
'doc': None}
'''
练习二:在元类中控制自定义的类无需__init__方法
1.元类帮其完成创建对象,以及初始化操作;
2.要求实例化时传参必须为关键字形式,否则抛出异常TypeError: must use keyword argument
3.key作为用户自定义类产生对象的属性,且所有属性变成大写
class Mymetaclass(type):
# def __new__(cls,name,bases,attrs):
# update_attrs={}
# for k,v in attrs.items():
# if not callable(v) and not k.startswith('__'):
# update_attrs[k.upper()]=v
# else:
# update_attrs[k]=v
# return type.__new__(cls,name,bases,update_attrs)<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs):
</span><span style="color: #0000ff;">if</span><span style="color: #000000;"> args:
</span><span style="color: #0000ff;">raise</span> TypeError(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">must use keyword argument for key function</span><span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #000000;">)
obj </span>= object.<span style="color: #800080;">__new__</span>(self) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">创建对象,self为类Foo</span> <span style="color: #0000ff;">for</span> k,v <span style="color: #0000ff;">in</span><span style="color: #000000;"> kwargs.items():
obj.</span><span style="color: #800080;">__dict__</span>[k.upper()]=<span style="color: #000000;">v
</span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj
class Chinese(metaclass=Mymetaclass):
country='China'
tag='Legend of the Dragon' #龙的传人
def walk(self):
print('%s is walking' %self.name)p=Chinese(name='egon',age=18,sex='male')
print(p.dict)
练习三:在元类中控制自定义的类产生的对象相关的属性全部为隐藏属性
class Mymeta(type):
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
#控制类Foo的创建
super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic)</span><span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs):
</span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">控制Foo的调用过程,即Foo对象的产生过程</span>
obj = self.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
self.</span><span style="color: #800080;">__init__</span>(obj, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs)
obj.</span><span style="color: #800080;">__dict__</span>={<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">_%s__%s</span><span style="color: #800000;">'</span> %(self.<span style="color: #800080;">__name__</span>,k):v <span style="color: #0000ff;">for</span> k,v <span style="color: #0000ff;">in</span> obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span><span style="color: #000000;">.items()} </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj
class Foo(object,metaclass=Mymeta): # Foo=Mymeta(...)
def init(self, name, age,sex):
self.name=name
self.age=age
self.sex=sexobj=Foo('egon',18,'male')
print(obj.dict)
练习四:基于元类实现单例模式
#步骤五:基于元类实现单例模式
# 单例:即单个实例,指的是同一个类实例化多次的结果指向同一个对象,用于节省内存空间
# 如果我们从配置文件中读取配置来进行实例化,在配置相同的情况下,就没必要重复产生对象浪费内存了
#settings.py文件内容如下
HOST='1.1.1.1'
PORT=3306 #方式一:定义一个类方法实现单例模式
import settings class Mysql:
__instance=None
def init(self,host,port):
self.host=host
self.port=port@classmethod
</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> singleton(cls):
</span><span style="color: #0000ff;">if</span> <span style="color: #0000ff;">not</span> cls.<span style="color: #800080;">__instance</span><span style="color: #000000;">:
cls.</span><span style="color: #800080;">__instance</span>=<span style="color: #000000;">cls(settings.HOST,settings.PORT)
</span><span style="color: #0000ff;">return</span> cls.<span style="color: #800080;">__instance</span><span style="color: #000000;">
obj1=Mysql('1.1.1.2',3306)
obj2=Mysql('1.1.1.3',3307)
print(obj1 is obj2) #False
obj3=Mysql.singleton()
obj4=Mysql.singleton()
print(obj3 is obj4) #True#方式二:定制元类实现单例模式
import settingsclass Mymeta(type):
def init(self,name,bases,dic): #定义类Mysql时就触发<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 事先先从配置文件中取配置来造一个Mysql的实例出来</span>
self.<span style="color: #800080;">__instance</span> = object.<span style="color: #800080;">__new__</span>(self) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 产生对象</span>
self.<span style="color: #800080;">__init__</span>(self.<span style="color: #800080;">__instance</span>, settings.HOST, settings.PORT) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 初始化对象</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 上述两步可以合成下面一步</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> self.__instance=super().__call__(*args,**kwargs)</span>
super().</span><span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(name,bases,dic) </span><span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **kwargs): <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">Mysql(...)时触发</span>
<span style="color: #0000ff;">if</span> args <span style="color: #0000ff;">or</span> kwargs: <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> args或kwargs内有值</span>
obj=object.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
self.</span><span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)
</span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj </span><span style="color: #0000ff;">return</span> self.<span style="color: #800080;">__instance</span>
class Mysql(metaclass=Mymeta):
def init(self,host,port):
self.host=host
self.port=portobj1=Mysql() # 没有传值则默认从配置文件中读配置来实例化,所有的实例应该指向一个内存地址
obj2=Mysql()
obj3=Mysql()print(obj1 is obj2 is obj3)
obj4=Mysql('1.1.1.4',3307)
#方式三:定义一个装饰器实现单例模式
import settingsdef singleton(cls): #cls=Mysql
_instance=cls(settings.HOST,settings.PORT)</span><span style="color: #0000ff;">def</span> wrapper(*args,**<span style="color: #000000;">kwargs):
</span><span style="color: #0000ff;">if</span> args <span style="color: #0000ff;">or</span><span style="color: #000000;"> kwargs:
obj</span>=cls(*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)
</span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj
</span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> _instance </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> wrapper
@singleton # Mysql=singleton(Mysql)
class Mysql:
def init(self,host,port):
self.host=host
self.port=portobj1=Mysql()
obj2=Mysql()
obj3=Mysql()
print(obj1 is obj2 is obj3) #True
obj4=Mysql('1.1.1.3',3307)
obj5=Mysql('1.1.1.4',3308)
print(obj3 is obj4) #False
转自:
元类metaclass - linhaifeng - 博客园
http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/8029564.html
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