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关于Metaclass Programming （一）—— 动态创建Class

Posted on 2005-08-30 23:53 FantasySoft 阅读(734) 评论(4)  编辑 收藏 所属分类: All About Soft 、Elegant Python

        前几天写Python中的Class这篇Post的时候，犯下了一个十分低级的错误，让我感觉十分惭愧。看来还是得继续努力，坚持大胆假设，细心求证的基本原则哦，呵呵～～～
        言归正传，Qiangning Hong兄的Feedback不仅纠正了我犯下的错误，也促使了我去作进一步的思考。我原本希望通过Google去搜索Python中关于函数重载的内容，却很意外地发现了这样一个与Python有关的名词：Metaclass(元类)。在查阅了相应的资料并对Metaclass有了一定的了解之后，我不禁赞叹拥有Metaclass的Python真的太奇妙了！
        在OO的世界里，Class就像是一份specification，某一个Class的instance就是依据这样的specification去创建的。程序可以在运行期创建很多不同的instance，但是作为instance的specification的Class则在编译期就必须被定义好。Class似乎是OO世界里的特权执行者，依据Class创建的instance，既不能少掉一个属性或者方法，也不能够在运行期增加属性和方法。而对于Class本身而言，我们没有办法在运行期创造一个Class，哪怕是在Java Platform下使用了强大的反射机制，也仅仅能够把Class当作OO世界里的一个特殊对象。但是，在Python的地盘，Class那高高在上的地位就不复存在了：Class定下的契约，instance并不需要100%的遵守，你可以随意为instance增减属性，也可以任意增减instance的方法；Class可以作为function的返回值；Class可以在运行期被创建等等。
        与创建instance相应的，为了创建Class，也需要一份specification，那么这份specification就是Metaclass。以下的例子说明了在运行期创建Class的方法[1]：

>>> def class_with_method(func):
         class klass: pass
         setattr(klass, func.__name__, func)
         return klass

>>> def say_foo(self): print 'foo'

>>> Foo = class_with_method(say_foo)
>>> foo = Foo()
>>> foo.say_foo()

在class_with_method这个function中，首先动态构造了一个Class——klass，接着将参数这个function(就是func)作为klass实例的方法，最后klass作为class_with_method的返回值返回。这是一个很有意思的情形，function中可以创建Class，而Class中也包含不同的function作为Class的类方法，function与Class之间的地位是平等的。
        虽然例子当中展示了动态创建Class的方法，但是这里并没有metaclass存在。尽管如此，我们依然可以从class_with_method这个function找寻到metaclass的影子。Metaclass是创建Class的模板，正如Class是创建instance的模板一样，而在class_with_method这个function中定义了Class的模板，当然这个模板是很简单的，仅仅是为一个function套上了Class的面具。那么真正的Metaclass又会是怎么样的呢？我在以后的Post中接着说。[2]
        Metaclass Programming是一个涉及面很广的问题，有兴趣的朋友可以参考下面链接的文章。

        [1] Python中的元类编程，Metaclass Programming in Python
        [2] 在看了Python前辈limodou的Feedback之后，增补了这样一段话以说明一些模糊的地方。谢谢limodou兄的批评！

Feedback

#1楼    回复  引用    

2005-08-31 12:31 by limodou [未注册用户]
这种用法并不是metaclass的东西。一个metaclass需要从type类派生，这样的类才是元类。

象你的例子中的类klass没有基类，它即不是元数也不是new style class ，而是classic class，也就是它只是最普通的类。所展示的内容也仅能算是Python的动态特性而已。

#2楼 [楼主]   回复  引用  查看    

2005-08-31 14:03 by FantasySoft      
To limodou： 谢谢您的指出Post中说得模棱两可的地方。

您说得很对，这里面并没有哪个东东是metaclass，但是class_with_method这个function为Class的创建提供了一个模板，其作用与metaclass的作用是很类似的。我会修改Post，将问题讲得更清楚一些。

modou兄，谢谢！

#3楼    回复  引用    

2006-12-11 14:47 by huangyi[匿名] [未注册用户]
"""
这种用法并不是metaclass的东西。一个metaclass需要从type类派生，这样的类才是元类。
"""

metaclass 并不需要从type类派生，任何接受三个参数（好像是三个吧）的callable对象都可以，type类只是metaclass的一个例子而已！

我也打算写点python metaclass的东西

#4楼    回复  引用    

2006-12-11 19:07 by huangyi[匿名] [未注册用户]
metaclass in python (part 1)
http://codeplayer.blogspot.com/2006/12/metaclass-in-python.html

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该文被作者在 2005-08-31 14:25 编辑过
 
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