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Python中的元类是什么?如何理解?有什么作用?如何使用元类?

Python中的元类是什么?如何理解?有什么作用?如何使用元类?

元类是类的类。类定义了类的实例(即对象)在元类定义类的行为方式时的行为方式。类是元类的实例。

虽然在Python中你可以为元类使用任意的callables(比如Jerub节目),但更好的方法是让它成为一个真正的类本身。 type是Python中常用的元类。 type本身就是一个类,它是它自己的类型。你将无法在Python中重新创建纯类型的东西,但是Python会有所作为。要在Python中创建自己的元类,你真的只想子类化。

元类最常用作类工厂。当你通过调用类创建对象时,Python通过调用元类创建一个新类(当它执行’class’语句时)。结合常规的__init__和__new__方法,元类因此允许你在创建类时执行“额外的事情”,例如使用某些注册表注册新类或者完全替换其他类。

执行类语句时,Python首先执行类语句的主体作为正常的代码块。生成的命名空间(dict)保存了将要进行的类的属性。通过在待定类(如果有)的__metaclass__属性或__metaclass__全局变量中查看要被定义的类的基类(元类被继承)来确定元类。然后使用类的名称,基数和属性调用元类来实例化它。

但是,元类实际上定义了类的类型,而不仅仅是它的工厂,所以你可以用它们做更多的事情。例如,你可以在元类上定义常规方法。这些元类方法就像类方法一样,它们可以在没有实例的类上调用,但它们也不像类方法,因为它们不能在类的实例上调用。 type .__ subclasses __()是类型元类的方法示例。你还可以定义常规的“魔术”方法,如__add __,__ iter__和__getattr__,以实现或更改类的行为方式。

这是比特和碎片的汇总示例:

def make_hook(f):
    """Decorator to turn 'foo' method into '__foo__'"""
    f.is_hook = 1
    return f

class MyType(type):
    def __new__(mcls, name, bases, attrs):

        if name.startswith('None'):
            return None

        # Go over attributes and see if they should be renamed.
        newattrs = {}
        for attrname, attrvalue in attrs.iteritems():
            if getattr(attrvalue, 'is_hook', 0):
                newattrs['__%s__' % attrname] = attrvalue
            else:
                newattrs[attrname] = attrvalue

        return super(MyType, mcls).__new__(mcls, name, bases, newattrs)

    def __init__(self, name, bases, attrs):
        super(MyType, self).__init__(name, bases, attrs)

        # classregistry.register(self, self.interfaces)
        print "Would register class %s now." % self

    def __add__(self, other):
        class AutoClass(self, other):
            pass
        return AutoClass
        # Alternatively, to autogenerate the classname as well as the class:
        # return type(self.__name__ + other.__name__, (self, other), {})

    def unregister(self):
        # classregistry.unregister(self)
        print "Would unregister class %s now." % self

class MyObject:
    __metaclass__ = MyType

class NoneSample(MyObject):
    pass

# Will print "NoneType None"
print type(NoneSample), repr(NoneSample)

class Example(MyObject):
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    @make_hook
    def add(self, other):
        return self.__class__(self.value + other.value)

# Will unregister the class
Example.unregister()

inst = Example(10)
# Will fail with an AttributeError
#inst.unregister()

print inst + inst
class Sibling(MyObject):
    pass

ExampleSibling = Example + Sibling
# ExampleSibling is now a subclass of both Example and Sibling (with no
# content of its own) although it will believe it's called 'AutoClass'
print ExampleSibling
print ExampleSibling.__mro__
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