大家好,我是老胡
最近在看一个开源框架的源码,其中大量使用了 metaclass 方法。这个概念非常抽象,本文我就以一个有趣实例,用更简洁和通畅的方式来理解它。
元类 ( metaclass )应该是 Python 中最黑魔法、最难懂的概念之一,它提供了创造新类型的能力,为程序设计带来更多可能性。不少功能强大的开发框架,内部实现离不开 metaclass 的魔法。
Class
面向对象编程最重要的概念就是类(Class)和实例(Instance),我们先来创建一个 Lxs 的类,它有两个基本功 sing 和 dance ,lxs 是这个类的实例:
class Lxs(object): def __init__(self, name, duration): self.name = name self.duration = duration print('%s practiced %s years' % (self.name, self.duration)) def sing(self): print('%s good at singing' % self.name) def dance(self): print('%s good at dancing' % self.name) lxs = Lxs('laohu',1.5) lxs.sing() lxs.dance()
练习时常1年半的老胡擅长唱和跳
恩,针不戳!
laohu practiced 1.5 years laohu good at singing laohu good at dancing
再来用__class__
属性或type()看看 Lxs 和 lxs 分别是谁创建的
print(lxs.__class__) print(Lxs.__class__)
lxs 是 Lxs 的实例,它创建自 Lxs ,这很容易理解。
我们 Lxs 类是 type 创建的?
<class '__main__.Lxs'> <class 'type'>
一切对象都来自 type
先说结论:type 可以动态创建 类(class) ,对象是类(class)的实例,类(class)也是对象,是 type 的实例。type 为对象的顶点,所有对象都创建自 type 。
当使用 type 创建 class 时,其用法如下:
class = type(classname, superclasses, attributedict) ''' classname:类名 superclasses:类的继承关系,用元组表示 attributedict:表示各种属性、方法,用字典表示 '''
继续上例,先定义__init__
,sing 和 dance ,然后用 type 可以创建和上面完全一样的类:
Lxs = type('Lxs', (object,), dict( __init__= __init__,sing=sing,dance=dance)) lxs = Lxs('laohu',1) lxs.sing() print(lxs.__class__) print(Lxs.__class__)
这里不得不提一下__call__
这个属性
此方法会在实例作为一个函数被“调用”时被调用
这里等号右边的type(classname, superclasses, attributedict),就是 type 的
__call__
运算符重载,它会进一步调用:
type.__new__(typeclass, classname, superclasses, attributedict) type.__init__(class, classname, superclasses, attributedict) # 这一部分我们以后有空再细品
总结一下:type 实际上是 Python 创建所有 class 的 metaclass。
metaclass
除了使用type()动态创建类以外,要控制类的创建行为,还可以使用metaclass。
先定义metaclass,就可以创建类,最后创建实例。
一句话:metaclass 是 type 的子类,是类的模板
metaclass 的主要目的是在 class 被创建的时候对生成的 class 进行自动的动态修改。
举个例子:像老胡就只会 sing 和 dance,有人还会rap,有人会说相声,我们定义很多的 class ,有一天,一个男人横空出世,他会打篮球!然后,所有的练习生也都学会了篮球,这可怎么修改?
metaclass 就可以施展魔法了
class LxsMetaclass(type): def __new__(cls, cls_name, bases, attrs): def basketball(self): print('%s good at basketball' % self.name) attrs['basketball'] = basketball return super(LxsMetaclass, cls).__new__(cls, cls_name, bases, attrs)
它指示Python解释器在创建 LxsMetaclass 时,要通过LxsMetaclass.new()来创建,在此,我们可以修改类的定义,比如,加上新的方法basketball(),然后,返回修改后的定义。
我们用 LxsMetaclass 这个模板创建类:
class Cxk(object, metaclass=LxsMetaclass): def __init__(self, name, duration): self.name = name self.duration = duration print('%s practiced %s years' % (self.name, self.duration)) def sing(self): print('%s good at singing' % self.name) def dance(self): print('%s good at dancing' % self.name) def rap(self): print('%s good at rap' % self.name) cxk = Cxk('cxk',2.5) cxk.basketball()
运行结果如下,秀?
cxk practiced 2.5 years cxk good at basketball
不过metaclass的作用肯定不限于此,举个例子,也算是个思考题,大家品一品。
比如 laohu 化身 xck 的粉丝,打着学篮球的幌子学 sing、dance和rap :
class Funs(Cxk): def basketball(self): print('%s good at singing&dancing&rap' % self.name) fans = Funs('laohu',0.5) fans.basketball()
运行结果会是什么呢?
laohu practiced 0.5 years laohu good at basketball
laohu 真的就只学会了篮球。。。
这是为何呢?且听下回分解。