Python3基础教程：元类详解

今天药忘吃喽~ 2022-10-19 12:40 224阅读 0赞

#### 1.引入 ####

Python中一切皆对象,所谓对象就是由类创建出来,那么创建对象的类本身也是一个对象,也就是说创建对象的类本身也由别的什么类创建,这种创建类的类就叫元类.

#### 2.元类是谁? ####

type函数就是元类,没错就是那个打印数据类型的函数,也就是说是type创建了类.

我们写一个类然后打印一下他的属性看看

In [4]: class MyClass(object): 
       ...:     pass 
       ...:                                                                                           
    
    In [5]: type(MyClass)                                                                             
    Out[5]: type

可以看到MyClass类的类型是type,用Python语言来描述这种关系就是:

MyClass = type()

#### 3.type和object的区别 ####

刚接触元类时很容易搞混这两者.区别如下

type是说有类的创建者

object是所有类的父类

怎么理解呢?记住以下几点就OK了(可能有点绕)

*  type和object不是同一层的东西
 *  type是元类object是普通类
 *  元类的对象是普通类,普通类的对象就是普通对象
 *  继承自object的类包括object本身都是普通类
 *  继承自type的类都是元类
 *  普通类都是元类的对象

In [9]: type(object)                                                                              
    Out[9]: type

那么是谁创建了type呢?这个问题留给你们自己去找答案,我相信有很多小伙伴已经猜到了.

#### 4.通过type创建普通类 ####

由type创建普通类的格式为

变量名 = type("类名", ("继承的类",), { "属性名":"属性值"})

第二个参数是元组类型

举个例子

In [11]: Myclass = type("ClassName", (object,), { "name": "kainhuck", "foo":"bar"})                
    
    In [12]: Myclass                                                                                  
    Out[12]: __main__.ClassName

可以看到Myclass不是真正的类名,真正的类名是ClassName.

创建一个名为ClassA,继承自object类,并带有属性name和方法printName的类,写法如下

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    In [15]: def printName(self): 
        ...:     print(self.name) 
        ...:                                                                                          
    
    In [16]: ClassA = type("ClassA",(object,),{ "name":"myName", "printName":printName})               
    
    In [17]: a = ClassA()                                                                             
    
    In [18]: a.printName()                                                                            
    myName

#### 5.创建自己的元类 ####

前面已经有过提示,我们可以通过继承type来创建自己的元类

举个例子:

In [20]: class MetaClass(type): 
        ...:     pass 
        ...:                                                                                          
    
    In [21]: ClassA = MetaClass("ClassA",(object,),{ "name":"myName", "printName":printName})          
    
    In [22]: a = ClassA()                                                                             
    
    In [23]: a.printName()                                                                            
    myName

这个例子中我只继承type没有增加任何新的功能

我们知道创建一个对象的功能由`__new__`函数实现,下面我们通过修改`__new__`函数来创建一个必须含有printName方法的类.

''' 遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流QQ群：531509025 寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！ '''
    In [30]: class MyMetaClass(type): 
        ...:     def __new__(cls, name, bases, attrs): 
        ...:         func = attrs.get("printName", None) 
        ...:         if not callable(func): 
        ...:             raise NotImplementedError("必须创建一个名为 printName 的函数") 
        ...:         return type.__new__(cls, name, bases, attrs) 
        ...:          
        ...:                                                                                          
    
    In [31]: ClassA = MyMetaClass("ClassA",(object,),{ "name":"myName", "printName":"not callable"})   
    ---------------------------------------------------------------------------
    NotImplementedError                       Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-31-772aa102a27f> in <module>
    ----> 1 ClassA = MyMetaClass("ClassA",(object,),{ "name":"myName", "printName":"not callable"})
    
    <ipython-input-30-c2ffcc442a77> in __new__(cls, name, bases, attrs)
          3         func = attrs.get("printName", None)
          4         if not callable(func):
    ----> 5             raise NotImplementedError("必须创建一个名为 printName 的函数")
          6         return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
          7 
    
    NotImplementedError: 必须创建一个名为 printName 的函数
    
    In [32]: ClassA = MyMetaClass("ClassA",(object,),{ "name":"myName", "printName":printName})        
    
    In [33]:

可以看到如果我们定义的类没有创建printName函数就会报错.

#### 6.类工厂 ####

所谓类工厂就是生产类的地方,我们可以设计一个函数,使该函数可以通过参数来返回不同的类.

男人和女人都是人,但是不同性别的人剪头发的时间不一样.我们就可以定义一个类工厂来按需求产生不同的类.

''' 遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流QQ群：531509025 寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！ '''
    def Person(sex):
        def manCut(self):
            print("我是男人,我剪头发很快")
    
        def womanCut(self):
            print("我是女人,我剪头发很慢")
    
        if sex == "man":
            return type("man", (object,), { "hairCut": manCut})
        elif sex == "woman":
            return type("woman", (object,), { "hairCut": womanCut})
        else:
            print("Error")
    
    Man = Person("man")
    Woman = Person("woman")
    
    lilei = Man()
    hanmeimei = Woman()

输出：

我是男人,我剪头发很快
    我是女人,我剪头发很慢