元类metaclass

一.什么是元类

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'

    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def say(self):
        print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' %self.name)

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

二.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

 

 

创建类的底层原理

#2、用内置的元类type，来实例化得到我们的类
class_name='Chinese'
class_bases=(object,)
class_body="""
country="China"
def __init__(self,name,age,sex):
    self.name=name
    self.age=age
    self.sex=sex
def speak(self):
    print('%s speak Chinese' %self.name)
"""
class_dic={}
exec(class_body,{},class_dic)

# 类的三大要素
print(class_name,class_bases,class_dic)

Chinese=type(class_name,class_bases,class_dic)
print(Chinese)

p=Chinese('egon',18,'male')
print(p.name,p.age,p.sex)

三.补充__call__方法

#储备知识__call__
class Foo:
    def __init__(self):
        pass
    def __str__(self):
        return '123123'

    def __del__(self):
        pass

    # 调用对象，则会自动触发对象下的绑定方法__call__的执行，
    # 然后将对象本身当作第一个参数传给self，将调用对象时括号内的值
    #传给*args与**kwargs
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('__call__',args,kwargs)
#
#
obj=Foo() #一调对象就会触发绑定方法__call__
print(obj)

obj(1,2,3,a=1,b=2,c=3)

四.自定义元类来控制类的创建行为

class Mymeta(type):
    # 来控制类Foo的创建
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic): #self=Foo
        # print(class_name)
        # print(class_bases)
        # print(class_dic)
        if not class_name.istitle():
            raise TypeError('类名的首字母必须大写傻叉')

        if not class_dic.get('__doc__'):
            raise TypeError('类中必须写好文档注释，大傻叉')

        super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic)

class Foo(object,metaclass=Mymeta):
    """
    文档注释
    """
    x=1
    def __init__(self,y):
        self.Y=y

    def f1(self):
        print('from f1')

五.自定义元类来控制类的调用

#自定义元类：
class Mymeta(type):
    # 来控制类Foo的创建
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic): #self=Foo
        # print(class_name)
        # print(class_bases)
        # print(class_dic)
        if not class_name.istitle():
            raise TypeError('类名的首字母必须大写傻叉')

        if not class_dic.get('__doc__'):
            raise TypeError('类中必须写好文档注释，大傻叉')

        super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic)

    # 控制类Foo的调用过程，即控制实例化Foo的过程
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=Foo,args=(1111,) kwargs={}
        # print(self)
        # print(args)
        # print(kwargs)

        #1 造一个空对象obj
        obj=object.__new__(self)

        #2、调用Foo.__init__,将obj连同调用Foo括号内的参数一同传给__init__
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)

        return obj

#Foo=Mymeta('Foo',(object,),class_dic)
class Foo(object,metaclass=Mymeta):
    """
    文档注释
    """
    x=1
    def __init__(self,y):
        self.Y=y

    def f1(self):
        print('from f1')

obj=Foo(1111) #Foo.__call__()

# print(obj)
# print(obj.y)
# print(obj.f1)
# print(obj.x)