day31 反射，内置方法，元类

一、反射
- 1 什么是反射
- 2 如何实现反射
二、内置方法
三、元类
补充：属性查找

一、反射

1 什么是反射

指的是在程序运行过程中可以‘动态’地获取对象的信息

静态语言：java，c，在定义变量时必须指定数据类型的强类型语言

动态语言：python，php，在定义数据是不需要申明变量类型的弱类型语言

反射是动态语言的特性

2 如何实现反射

在我们拿到一个对象要使用它下面的方法时，我们事先并不知道有什么方法，这时候就要用到反射。

第一步：通过dir查看对象可以使用哪些属性

第二步：通过字符串反射到真正的属性上，得到属性值

class People:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
    def say(self):
        print('<%s:%s>' %(self.name,self.age))
obj=People('hz',18)
print(dir(obj))
# 获得的是列表里面都是字符串
>>>['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'name', 'say']
# 如果我们想使用name属性，就可以索引-2
print(obj.__dict__[dir(obj)[-2]])
>>> hz

显然，通过dir获取的是全部的属性的字符串，我们也可以通过内置函数对属性进行更精简的操作

1 . hasattr() 判断对象中是否有这个属性，返回布尔值

print( hasattr(obj,'name'))
>>> True
print( hasattr(obj,'sex'))
>>> False

2 . getattr（）获取这个对象的指定属性值，没有则返回属性名后面的东西，没写会报错

print(getattr(obj,'name'))
>>> hz
print(getattr(obj,'sex','不存在这种属性！'))
>>> 不存在这种属性！

3 . setattr（）修改原有的属性，新增不存在的属性

setattr(obj,'name','HZ')# obj.name = 'HZ'
setattr(obj,'sex','male')# obj.sex = 'male'

4 . delattr（）删除指定属性和对象的绑定关系

delattr(obj,'name')
print(getattr(obj,'name',None))
>>> None

反射也可以运用在用户交互中

class Ftp:
    def put(self):
        print('正在执行上传功能')
    def get(self):
        print('正在执行下载功能')
    def interactive(self):
        method=input(">>>: ").strip() # method='put'
        if hasattr(self,method):
            getattr(self,method)()
        else:
            print('输入的指令不存在')
obj=Ftp()
obj.interactive()

二、内置方法

1 什么是内置方法

定义在类内部，以__开头和结尾的方法

特点：在达成某种情况会自动触发执行

2 为什么要用内置方法

为了定制我们的类或者对象

3 如何使用内置方法

3.1 str

在打印对象的时候会自动触发，然后把返回值（必须字符串）作为本次打印的输出结果

这种方法我们在学习数据类型的时候就有接触过

#x是int这个类实例化的结果
x = 10 # x = int (10)
# 打印x对象，本该获得x的内存地址
print(x)
# 直接获得了值是因为int类内部为我们设定了str，让我们打印对象直接得到值
>>> 10

转换成类

class Foo:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def __str__(self):
        return self.name
obj = Foo('hz')
print(obj)
>>> hz

3.2 del

在清理对象时会触发，会先执行该方法

class Foo:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def __del__(self):
         # 发起系统调用，告诉操作系统回收相关的系统资源
        print('123213')
obj = Foo('hz')
print('----')
>>> ----
>>> 123213

在执行完最后一行代码后才执行了del，是因为在程序结束的时候，我们会把对象清除，在清除之前就会执行del功能

三、元类

引子：python中一切皆对象

1 什么是元类

元类是用来实例化产生类的类

关系：元类---实例化---->类（People）---实例化---->对象（obj）

type是内置的元类

在python中，class关键字定义的所有类，以及内置的类，都是由元类type实例化得到的

2 class关键字创造类的步骤

类有三大特征：类名，类的基类，执行类体代码得到名称空间

通过下面拆解的方法我们实现了不用class去定义一个类

# 1、类的名字
class_name="People"
# 2、类的基类
class_bases=(object,)
# 3、执行类体代码拿到类的名称空间
class_dic={}
class_body="""
def __init__(self,name,age):
    self.name=name
    self.age=age
def say(self):
    print('%s:%s' %(self.name,self.age))
"""
exec(class_body,{},class_dic)
# exec 执行第一个参数（必须字符串）中的python代码，把其中的全局作用域的名字转换成字典放在传给第二个参数，局部作用域的名字传给第三个参数
People=type(class_name,class_bases,class_dic)
obj = People('hz',18)
obj.say()

exec补充

#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}

3 自定义元类控制类的产生

type是python内置的元类，所有的类都由type产生，但是当一个类继承于type时，他就成了一个自定义的元类

class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是元类
        # 空对象,"People",(),{...}
    def __init__(self, x, y, z):
        super().__init__(x,y,z)
        print('run22222222222....')
        # if not x.istitle():
        # raise NameError('类名的首字母必须大写啊！！！')
        # 当前所在的类，调用类时所传入的参数
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 造Mymeta的对象
        print('run1111111111.....')
        # print(cls,args,kwargs)
        # return super().__new__(cls,*args, **kwargs)
        return type.__new__(cls,*args, **kwargs)
# 用自定义的元类 实例化得到类：People
class People(metaclass=Mymeta):# metaclass指定元类
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
    def say(self):
        print('%s:%s' %(self.name,self.name))

调用我们自定义元类Mymeta会发生三件事，调用Mymeta就是调用type.__call__方法
1、通过Mymeta中的__new__方法新建一个空对象
2、调用Mymeta中的__init__方法完成对类的初始化操作
3、返回初始化好的对象

4 如何让对象可以被调用

class Foo:
    def __init__(self,x,y):
        self.x=x
        self.y=y
    # obj,1,2,3,a=4,b=5,c=6
    def __call__(self,*args,**kwargs):
        print('===>',args,kwargs)
        return 123
obj = Foo(1,2)
print(obj)
print(obj(1,2,3,a=4,b=5,c=6)) # 调用了Foo中的__call__
>>> <__main__.Foo object at 0x000001FEAD9075C0>
>>> ===> (1, 2, 3, 4, 8, 78, 89) {}
>>> 123

应用：如果想让一个对象可以加括号调用，需要在该对象的类中添加一个方法__call__
总结：
对象()->类内的__call__
类()->自定义元类内的__call__
自定义元类()->内置元类__call__

5 自定义元类控制类的调用

# 在实例化People对象的时候会通过它的元类Mymeta中的__call__方法去调用People类
# obj=People()=》people.__call__=>干了3件事
class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是元类
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 1、Mymeta.__call__函数内会先调用People内的__new__
        people_obj=self.__new__(self)
        # 2、Mymeta.__call__函数内会调用People内的__init__
        self.__init__(people_obj,*args, **kwargs)
        # print('people对象的属性：',people_obj.__dict__)
        # 附加：可以对新对象指定默认值
        people_obj.__dict__['xxxxx']=11111
        # 3、Mymeta.__call__函数内会返回一个初始化好的对象
        return people_obj
#以此类推，自定义元类的调用也是使用type的__call__去调用自定义元类来实现实例化
# 类的产生
# People=Mymeta()=》type.__call__=>干了3件事
# 1、type.__call__函数内会先调用Mymeta内的__new__
# 2、type.__call__函数内会调用Mymeta内的__init__
# 3、type.__call__函数内会返回一个初始化好的对象

补充：属性查找

原则：对象-》类-》父类

切记：父类不是元类

class Mymeta(type):
    n=444
class Bar(object):
    # n=333
    pass
class Foo(Bar):
    # n=222
    pass
class Teacher(Foo,metaclass=Mymeta):
    # n=111
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
obj = Teacher('hz',18)

在上面的例子中

obj的属性查找顺序：

obj----》Teacher----》Foo----》Bar----》object

Teacher的属性查找顺序：

Teacher----》Foo----》Bar----》object----》Mymeta----》type