python面试题~反射，元类，单例

1 什么是反射？以及应用场景？

test.py

def f1():
   print('f1')
def f2():
   print('f2')
def f3():
   print('f3')
def f4():
   print('f4')
a = 1

import test as ss
ss.f1()
ss.f2()
print(ss.a)

我们要导入另外一个模块,可以使用import.现在有这样的需求,我动态输入一个模块名，可以随时访问到导入模块中的方法或者变量，怎么做呢？

imp = input(“请输入你想导入的模块名:”)
CC = __import__(imp) 這种方式就是通过输入字符串导入你所想导入的模块
CC.f1()  # 执行模块中的f1方法

#或者用importlib模块
import importlib
importlib.import_module(name="",package="")

上面我们实现了动态输入模块名，从而使我们能够输入模块名并且执行里面的函数。但是上面有一个缺点，那就是执行的函数被固定了。那么，我们能不能改进一下，动态输入函数名，并且来执行呢？

#dynamic.py
imp = input("请输入模块:")
dd = __import__(imp)
# 等价于import imp
inp_func = input("请输入要执行的函数：")
f = getattr(dd,inp_func，None)#作用:从导入模块中找到你需要调用的函数inp_func,然后返回一个该函数的引用.没有找到就烦会None
f() # 执行该函数

反射机制 上面说了那么多，到底什么是反射机制呢?

  其实，反射就是通过字符串的形式，导入模块；通过字符串的形式，去模块寻找指定函数，并执行。利用字符串的形式去对象（模块）中操作（查找/获取/删除/添加）成员，一种基于字符串的事件驱动！

1. getattr()函数是Python自省的核心函数，具体使用大体如下：

class A:
def __init__(self):
  self.name = 'zhangjing'
  #self.age='24'
def method(self):
  print"method print"
Instance = A()
print getattr(Instance , 'name, 'not find') #如果Instance 对象中有属性
name则打印self.name的值，否则打印'not find'
print getattr(Instance , 'age', 'not find') #如果Instance 对象中有属性
age则打印self.age的值，否则打印'not find'
print getattr(a, 'method', 'default') #如果有方法method，否则打印其地址，
否则打印default
print getattr(a, 'method', 'default')() #如果有方法method，运行函数并
打印None否则打印default

1. hasattr(object, name)

说明：判断对象object是否包含名为name的特性（hasattr是通过调用getattr(ojbect, name)
是否抛出异常来实现的）

1. setattr(object, name, value)

这是相对应的getattr()。参数是一个对象,一个字符串和一个任意值。字符串可能
会列出一个现有的属性或一个新的属性。这个函数将值赋给属性的。该对象允许它提供
。例如,setattr(x,“foobar”,123)相当于x.foobar = 123。

1. delattr(object, name)

与setattr()相关的一组函数。参数是由一个对象(记住python中一切皆是对象)和一
个字符串组成的。string参数必须是对象属性名之一。该函数删除该obj的一个由string
指定的属性。delattr(x, 'foobar')=del x.foobar

我们可以利用上述的四个函数,来对模块进行一系列操作.

r = hasattr(commons,xxx)判断某个函数或者变量是否存在
print(r)
setattr(commons,'age',18)  给commons模块增加一个全局变量age = 18，创建成功返回none
setattr(config,'age',lambda  a:a+1)  //给模块添加一个函数
delattr(commons,'age')//删除模块中某个变量或者函数
注：getattr,hasattr,setattr,delattr对模块的修改都在内存中进行，并不会影响文件中真实内容。

2 metaclass作用？以及应用场景？

元类(metaclass)的理解和简单运用 首先这里讨论的python类，都基于继承于object的新式类进行讨论。

首先在python中，所有东西都是对象。这句话非常重要要理解元类我要重新来理解一下python中的类

class Trick(object):
   pass

当python在执行带class语句的时候，会初始化一个类对象放在内存里面。例如这里会初始化一个Trick对象

这个对象(类)自身拥有创建对象(通常我们说的实例，但是在python中还是对象)的能力。

为了方便后续理解，我们可以先尝试一下在新式类中最古老厉害的关键字type。

input:
class Trick(object):
   pass
print type('123')
print type(123)
print type(Trick)
output:
<type 'str'>
<type 'int'>
<class '__main__.Trick'>

可以看到能得到我们平时使用的 str, int, 以及我们初始化的一个实例对象Trick()

但是下面的方法你可能没有见过，type同样可以用来动态创建一个类

type(类名, 父类的元组（针对继承的情况，可以为空），包含属性的字典（名称和值）)

这个怎么用呢，我要用这个方法创建一个类 让我们看下下面的代码

input:
print type('Trick', (), {})

output:
<class '__main__.Trick'>
同样我们可以实例化这个类对象

input:
print type('trick', (), {})()

output:
<__main__.trick object at 0x109283450>
可以看到，这里就是一个trick的实例对象了。

同样的这个方法还可以初始化创建类的父类，同时也可以初始化类属性:

input:
class FlyToSky(object):
   pass

pw = type('Trick', (FlyToSky, ), {'laugh_at': 'hahahaha'})
print pw().laugh_at
print pw.__dict__
print pw.__bases__
print pw().__class__
print pw().__class__.__class__

output:
hahahaha
{'__module__': '__main__', 'laugh_at': 'hahahaha', '__doc__': None}
(<class '__main__.FlyToSky'>,)
<class '__main__.Trick'>
<type 'type'>

下面我将依次理一下上面的内容，在此之前我必须先介绍两个魔法方法：

__class__这个方法用于查看对象属于是哪个生成的，这样理解在python中的所有东西都是对象，类对象也是对象。如果按照以前的思维来想的话就是类是元类的实例，而实例对象是类的实例。

__bases__这个方法用于得到一个对象的父类是谁，特别注意一下__base__返回单个父类，__bases__以tuple形式返回所有父类。

好了知道了这两个方法我来依次说一下每行什么意思。

使用type创建一个类赋值给pw type的接受的三个参数的意思分辨是(类的名称， 类是否有父类(), 类的属性字典{})

这里初始化一个类的实例，然后尝试去获得类属性 的laugh_at 属性值，然后得到结果hahahaha

取一个pw的也就是我们常见类的类字典数据

拿到pw的父类，结果是我们指定的 FlyToSky

pw的实例pw()属于哪个类初始化的，可以看到是class Trick

我们再看class trick是谁初始化的？ 就是元类type了

什么是元类以及简单运用

这一切介绍完之后我们总算可以进入正题

到底什么是元类？通俗的就是说，元类就是创建类的类。。。这样听起来是不是超级抽象？

来看看这个

Trick = MetaClass()
MyObject = Trick()

上面我们已经介绍了，搞一个Trick可以直接这样

Trick = type('Trick', (), {}) 可以这样其实就是因为，Type实际上是一个元类，用他可以去创建类。什么是元类刚才说了，元类就是创建类的类。也可以说他就是一个类的创建工厂。

类上面的__metaclass__属性，相信愿意了解元类细节的盆友，都肯定见过这个东西，而且为之好奇。不然我不知道是什么支撑你看到这里的