（转）元类metaclass

阅读目录

• 一 前言
• 二 什么是元类
• 三 class关键字创建类的流程分析
• 五 自定义元类控制类OldboyTeacher的创建
• 六 自定义元类控制类OldboyTeacher的调用
• 六 再看属性查找
• 七 练习题

一 前言

元类属于python面向对象编程的深层魔法，99%的人都不得要领，一些自以为搞明白元类的人其实也只是自圆其说、点到为止，从对元类的控制上来看就破绽百出、逻辑混乱，今天我就来带大家来深度了解python元类的来龙去脉。

笔者深入浅出的背后是对技术一日复一日的执念，希望可以大家可以尊重原创，为大家能因此文而解开对元类所有的疑惑而感到开心！！！

二 什么是元类

一切源自于一句话：python中一切皆为对象。让我们先定义一个类，然后逐步分析

class OldboyTeacher(object):
    school='oldboy'
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %self.name)</pre>

 

所有的对象都是实例化或者说调用类而得到的（调用类的过程称为类的实例化），比如对象t1是调用类OldboyTeacher得到的

t1=OldboyTeacher('egon',18)
print(type(t1)) #查看对象t1的类是<class '__main__.OldboyTeacher'>

 

如果一切皆为对象，那么类OldboyTeacher本质也是一个对象，既然所有的对象都是调用类得到的，那么OldboyTeacher必然也是调用了一个类得到的，这个类称为元类

于是我们可以推导出===>产生OldboyTeacher的过程一定发生了：OldboyTeacher=元类(...)

print(type(OldboyTeacher)) # 结果为<class 'type'>，证明是调用了type这个元类而产生的OldboyTeacher，即默认的元类为type

 

三 class关键字创建类的流程分析

上文我们基于python中一切皆为对象的概念分析出：我们用class关键字定义的类本身也是一个对象，负责产生该对象的类称之为元类（元类可以简称为类的类），内置的元类为type

class关键字在帮我们创建类时，必然帮我们调用了元类OldboyTeacher=type(...)，那调用type时传入的参数是什么呢？必然是类的关键组成部分，一个类有三大组成部分，分别是

1、类名class_name='OldboyTeacher'

2、基类们class_bases=(object,)

3、类的名称空间class_dic，类的名称空间是执行类体代码而得到的

调用type时会依次传入以上三个参数

 

综上，class关键字帮我们创建一个类应该细分为以下四个过程

补充：exec的用法

#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}

五 自定义元类控制类OldboyTeacher的创建

一个类没有声明自己的元类，默认他的元类就是type，除了使用内置元类type，我们也可以通过继承type来自定义元类，然后使用metaclass关键字参数为一个类指定元类

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    pass
class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})

school='oldboy'
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %self.name)</pre>

 

自定义元类可以控制类的产生过程，类的产生过程其实就是元类的调用过程,即OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})，调用Mymeta会先产生一个空对象OldoyTeacher，然后连同调用Mymeta括号内的参数一同传给Mymeta下的__init__方法，完成初始化，于是我们可以

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        # print(self) #<class '__main__.OldboyTeacher'>
        # print(class_bases) #(<class 'object'>,)
        # print(class_dic) #{'__module__': '__main__', '__qualname__': 'OldboyTeacher', 'school': 'oldboy', '__init__': <function OldboyTeacher.__init__ at 0x102b95ae8>, 'say': <function OldboyTeacher.say at 0x10621c6a8>}
        super(Mymeta, self).__init__(class_name, class_bases, class_dic)  # 重用父类的功能
    <span style="color: #0000ff;">if</span><span style="color: #000000;"> class_name.islower():
        </span><span style="color: #0000ff;">raise</span> TypeError(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">类名%s请修改为驼峰体</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">class_name)

    </span><span style="color: #0000ff;">if</span> <span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">__doc__</span><span style="color: #800000;">'</span> <span style="color: #0000ff;">not</span> <span style="color: #0000ff;">in</span> class_dic <span style="color: #0000ff;">or</span> len(class_dic[<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">__doc__</span><span style="color: #800000;">'</span>].strip(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;"> \n</span><span style="color: #800000;">'</span>)) ==<span style="color: #000000;"> 0:
        </span><span style="color: #0000ff;">raise</span> TypeError(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">类中必须有文档注释，并且文档注释不能为空</span><span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #000000;">)

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})

"""

类OldboyTeacher的文档注释

"""

school='oldboy'
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %self.name)</pre>

六 自定义元类控制类OldboyTeacher的调用

储备知识：__call__

class Foo:
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(self)
        print(args)
        print(kwargs)
obj=Foo()

#1、要想让obj这个对象变成一个可调用的对象，需要在该对象的类中定义一个方法__call__方法，该方法会在调用对象时自动触发
2、调用obj的返回值就是__call__方法的返回值
res=obj(1,2,3,x=1,y=2) 

由上例得知，调用一个对象，就是触发对象所在类中的__call__方法的执行，如果把OldboyTeacher也当做一个对象，那么在OldboyTeacher这个对象的类中也必然存在一个__call__方法

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(self) #<class '__main__.OldboyTeacher'>
        print(args) #('egon', 18)
        print(kwargs) #{}
        return 123
class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta):

school='oldboy'
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)

# 调用OldboyTeacher就是在调用OldboyTeacher类中的__call__方法
 然后将OldboyTeacher传给self,溢出的位置参数传给*，溢出的关键字参数传给**
 调用OldboyTeacher的返回值就是调用__call__的返回值
t1=OldboyTeacher('egon',18)

print(t1) #123

 

默认地，调用t1=OldboyTeacher('egon',18)会做三件事

1、产生一个空对象obj

2、调用__init__方法初始化对象obj

3、返回初始化好的obj

对应着，OldboyTeacher类中的__call__方法也应该做这三件事

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
        #1、调用__new__产生一个空对象obj
        obj=self.__new__(self) # 此处的self是类OldoyTeacher，必须传参，代表创建一个OldboyTeacher的对象obj
    <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">2、调用__init__初始化空对象obj</span>
    self.<span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)

    </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">3、返回初始化好的对象obj</span>
    <span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta):

school='oldboy'
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)

t1=OldboyTeacher('egon',18)

print(t1.dict) #{'name': 'egon', 'age': 18}

 

上例的__call__相当于一个模板，我们可以在该基础上改写__call__的逻辑从而控制调用OldboyTeacher的过程，比如将OldboyTeacher的对象的所有属性都变成私有的

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
        #1、调用__new__产生一个空对象obj
        obj=self.__new__(self) # 此处的self是类OldoyTeacher，必须传参，代表创建一个OldboyTeacher的对象obj
    <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">2、调用__init__初始化空对象obj</span>
    self.<span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)

    </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 在初始化之后，obj.__dict__里就有值了</span>
    obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span>={<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">_%s__%s</span><span style="color: #800000;">'</span> %(self.<span style="color: #800080;">__name__</span>,k):v <span style="color: #0000ff;">for</span> k,v <span style="color: #0000ff;">in</span> obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span><span style="color: #000000;">.items()}
    </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">3、返回初始化好的对象obj</span>
    <span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta):

school='oldboy'
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)

t1=OldboyTeacher('egon',18)

print(t1.dict) #{'_OldboyTeacher__name': 'egon', '_OldboyTeacher__age': 18}

上例中涉及到查找属性的问题，比如self.__new__，请看下一小节

六 再看属性查找

结合python继承的实现原理+元类重新看属性的查找应该是什么样子呢？？？

在学习完元类后，其实我们用class自定义的类也全都是对象（包括object类本身也是元类type的 一个实例，可以用type(object)查看），我们学习过继承的实现原理，如果把类当成对象去看，将下述继承应该说成是：对象OldboyTeacher继承对象Foo，对象Foo继承对象Bar，对象Bar继承对象object

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    n=444
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **kwargs): <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">self=&lt;class '__main__.OldboyTeacher'&gt;</span>
    obj=self.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
    self.</span><span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)
    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj

class Bar(object):

n=333
class Foo(Bar):

n=222
class OldboyTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):

n=111
school</span>=<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">oldboy</span><span style="color: #800000;">'</span>

<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)

print(OldboyTeacher.n) #自下而上依次注释各个类中的n=xxx，然后重新运行程序，发现n的查找顺序为OldboyTeacher->Foo->Bar->object->Mymeta->type

于是属性查找应该分成两层，一层是对象层（基于c3算法的MRO）的查找，另外一个层则是类层（即元类层）的查找

#查找顺序：
#1、先对象层：OldoyTeacher->Foo->Bar->object
#2、然后元类层：Mymeta->type

依据上述总结，我们来分析下元类Mymeta中__call__里的self.__new__的查找

class Mymeta(type): 
    n=444
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **kwargs): <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">self=&lt;class '__main__.OldboyTeacher'&gt;</span>
    obj=self.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(self.<span style="color: #800080;">__new__</span> <span style="color: #0000ff;">is</span> object.<span style="color: #800080;">__new__</span>) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">True</span>

class Bar(object):

n=333
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> def __new__(cls, *args, **kwargs):</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">     print('Bar.__new__')</span>

class Foo(Bar):

n=222
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> def __new__(cls, *args, **kwargs):</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">     print('Foo.__new__')</span>

class OldboyTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):

n=111
school</span>=<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">oldboy</span><span style="color: #800000;">'</span>

<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)


</span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> def __new__(cls, *args, **kwargs):</span>
<span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">     print('OldboyTeacher.__new__')</span>


OldboyTeacher('egon',18) #触发OldboyTeacher的类中的__call__方法的执行，进而执行self.__new__开始查找 

总结，Mymeta下的__call__里的self.__new__在OldboyTeacher、Foo、Bar里都没有找到__new__的情况下，会去找object里的__new__，而object下默认就有一个__new__，所以即便是之前的类均未实现__new__,也一定会在object中找到一个，根本不会、也根本没必要再去找元类Mymeta->type中查找__new__

 

我们在元类的__call__中也可以用object.__new__(self)去造对象

但我们还是推荐在__call__中使用self.__new__（self）去创造空对象，因为这种方式会检索三个类OldboyTeacher->Foo->Bar,而object.__new__则是直接跨过了他们三个

最后说明一点

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    n=444
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__new__</span>(cls, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs):
    obj</span>=type.<span style="color: #800080;">__new__</span>(cls,*args,**kwargs) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 必须按照这种传值方式</span>
    <span style="color: #0000ff;">print</span>(obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span><span style="color: #000000;">)
    </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> return obj # 只有在返回值是type的对象时，才会触发下面的__init__</span>
    <span style="color: #0000ff;">return</span> 123

<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,class_name,class_bases,class_dic):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">run。。。</span><span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #000000;">)

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): #OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})

n=111
school</span>=<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">oldboy</span><span style="color: #800000;">'</span>

<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(self,name,age):
    self.name</span>=<span style="color: #000000;">name
    self.age</span>=<span style="color: #000000;">age

</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> say(self):
    </span><span style="color: #0000ff;">print</span>(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">%s says welcome to the oldboy to learn Python</span><span style="color: #800000;">'</span> %<span style="color: #000000;">self.name)

print(type(Mymeta)) #<class 'type'>
 产生类OldboyTeacher的过程就是在调用Mymeta，而Mymeta也是type类的一个对象，那么Mymeta之所以可以调用，一定是在元类type中有一个__call__方法
 该方法中同样需要做至少三件事：
 class type:
     def call(self, *args, **kwargs): #self=<class 'main.Mymeta'>
         obj=self.new(self,*args,**kwargs) # 产生Mymeta的一个对象
         self.init(obj,*args,**kwargs) 
         return obj

七 练习题

练习一：在元类中控制把自定义类的数据属性都变成大写

class Mymetaclass(type):
    def __new__(cls,name,bases,attrs):
        update_attrs={}
        for k,v in attrs.items():
            if not callable(v) and not k.startswith('__'):
                update_attrs[k.upper()]=v
            else:
                update_attrs[k]=v
        return type.__new__(cls,name,bases,update_attrs)
class Chinese(metaclass=Mymetaclass):

country='China'

tag='Legend of the Dragon' #龙的传人

def walk(self):

print('%s is walking' %self.name)
print(Chinese.dict)

'''

{'module': 'main',

'COUNTRY': 'China',

'TAG': 'Legend of the Dragon',

'walk': <function Chinese.walk at 0x0000000001E7B950>,

'dict': <attribute 'dict' of 'Chinese' objects>,

'weakref': <attribute 'weakref' of 'Chinese' objects>,

'doc': None}

'''

练习二：在元类中控制自定义的类无需__init__方法

　　1.元类帮其完成创建对象，以及初始化操作；

　　2.要求实例化时传参必须为关键字形式，否则抛出异常TypeError: must use keyword argument

　　3.key作为用户自定义类产生对象的属性，且所有属性变成大写

class Mymetaclass(type):
    # def __new__(cls,name,bases,attrs):
    #     update_attrs={}
    #     for k,v in attrs.items():
    #         if not callable(v) and not k.startswith('__'):
    #             update_attrs[k.upper()]=v
    #         else:
    #             update_attrs[k]=v
    #     return type.__new__(cls,name,bases,update_attrs)
<span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs):
    </span><span style="color: #0000ff;">if</span><span style="color: #000000;"> args:
        </span><span style="color: #0000ff;">raise</span> TypeError(<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">must use keyword argument for key function</span><span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #000000;">)
    obj </span>= object.<span style="color: #800080;">__new__</span>(self) <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">创建对象，self为类Foo</span>

    <span style="color: #0000ff;">for</span> k,v <span style="color: #0000ff;">in</span><span style="color: #000000;"> kwargs.items():
        obj.</span><span style="color: #800080;">__dict__</span>[k.upper()]=<span style="color: #000000;">v
    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj

class Chinese(metaclass=Mymetaclass):

country='China'

tag='Legend of the Dragon' #龙的传人

def walk(self):

print('%s is walking' %self.name)
p=Chinese(name='egon',age=18,sex='male')

print(p.dict)

练习三：在元类中控制自定义的类产生的对象相关的属性全部为隐藏属性

class Mymeta(type):
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        #控制类Foo的创建
        super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic)
</span><span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs):
    </span><span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">控制Foo的调用过程，即Foo对象的产生过程</span>
    obj = self.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
    self.</span><span style="color: #800080;">__init__</span>(obj, *args, **<span style="color: #000000;">kwargs)
    obj.</span><span style="color: #800080;">__dict__</span>={<span style="color: #800000;">'</span><span style="color: #800000;">_%s__%s</span><span style="color: #800000;">'</span> %(self.<span style="color: #800080;">__name__</span>,k):v <span style="color: #0000ff;">for</span> k,v <span style="color: #0000ff;">in</span> obj.<span style="color: #800080;">__dict__</span><span style="color: #000000;">.items()}

    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj

class Foo(object,metaclass=Mymeta):  # Foo=Mymeta(...)

def init(self, name, age,sex):

self.name=name

self.age=age

self.sex=sex
obj=Foo('egon',18,'male')

print(obj.dict)

练习四：基于元类实现单例模式

#步骤五：基于元类实现单例模式
# 单例：即单个实例，指的是同一个类实例化多次的结果指向同一个对象，用于节省内存空间
# 如果我们从配置文件中读取配置来进行实例化，在配置相同的情况下，就没必要重复产生对象浪费内存了
#settings.py文件内容如下
HOST='1.1.1.1'
PORT=3306
#方式一:定义一个类方法实现单例模式

import settings
class Mysql:

__instance=None

def init(self,host,port):

self.host=host

self.port=port
@classmethod
</span><span style="color: #0000ff;">def</span><span style="color: #000000;"> singleton(cls):
    </span><span style="color: #0000ff;">if</span> <span style="color: #0000ff;">not</span> cls.<span style="color: #800080;">__instance</span><span style="color: #000000;">:
        cls.</span><span style="color: #800080;">__instance</span>=<span style="color: #000000;">cls(settings.HOST,settings.PORT)
    </span><span style="color: #0000ff;">return</span> cls.<span style="color: #800080;">__instance</span><span style="color: #000000;">

obj1=Mysql('1.1.1.2',3306)

obj2=Mysql('1.1.1.3',3307)

print(obj1 is obj2) #False



obj3=Mysql.singleton()

obj4=Mysql.singleton()

print(obj3 is obj4) #True
#方式二：定制元类实现单例模式

import settings
class Mymeta(type):

def init(self,name,bases,dic): #定义类Mysql时就触发
    <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 事先先从配置文件中取配置来造一个Mysql的实例出来</span>
    self.<span style="color: #800080;">__instance</span> = object.<span style="color: #800080;">__new__</span>(self)  <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 产生对象</span>
    self.<span style="color: #800080;">__init__</span>(self.<span style="color: #800080;">__instance</span>, settings.HOST, settings.PORT)  <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 初始化对象</span>
    <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> 上述两步可以合成下面一步</span>
    <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> self.__instance=super().__call__(*args,**kwargs)</span>


    super().</span><span style="color: #800080;">__init__</span><span style="color: #000000;">(name,bases,dic)

</span><span style="color: #0000ff;">def</span> <span style="color: #800080;">__call__</span>(self, *args, **kwargs): <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;">Mysql(...)时触发</span>
    <span style="color: #0000ff;">if</span> args <span style="color: #0000ff;">or</span> kwargs: <span style="color: #008000;">#</span><span style="color: #008000;"> args或kwargs内有值</span>
        obj=object.<span style="color: #800080;">__new__</span><span style="color: #000000;">(self)
        self.</span><span style="color: #800080;">__init__</span>(obj,*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)
        </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj

    </span><span style="color: #0000ff;">return</span> self.<span style="color: #800080;">__instance</span>

class Mysql(metaclass=Mymeta):

def init(self,host,port):

self.host=host

self.port=port
obj1=Mysql() # 没有传值则默认从配置文件中读配置来实例化，所有的实例应该指向一个内存地址

obj2=Mysql()

obj3=Mysql()
print(obj1 is obj2 is obj3)
obj4=Mysql('1.1.1.4',3307)
#方式三:定义一个装饰器实现单例模式

import settings
def singleton(cls): #cls=Mysql

_instance=cls(settings.HOST,settings.PORT)
</span><span style="color: #0000ff;">def</span> wrapper(*args,**<span style="color: #000000;">kwargs):
    </span><span style="color: #0000ff;">if</span> args <span style="color: #0000ff;">or</span><span style="color: #000000;"> kwargs:
        obj</span>=cls(*args,**<span style="color: #000000;">kwargs)
        </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> obj
    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> _instance

</span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> wrapper

@singleton # Mysql=singleton(Mysql)

class Mysql:

def init(self,host,port):

self.host=host

self.port=port
obj1=Mysql()

obj2=Mysql()

obj3=Mysql()

print(obj1 is obj2 is obj3) #True



obj4=Mysql('1.1.1.3',3307)

obj5=Mysql('1.1.1.4',3308)

print(obj3 is obj4) #False

 

转自：
元类metaclass - linhaifeng - 博客园
http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/8029564.html