元类
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元类
1.什么是元类
在python中一切皆对象,那我们用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,即元类可以简称为类的类.
class Foo: # Foo=元类
pass
元类(type) --实例化 --> 我们所使用的的类(class 类名)--实例化--> 对象
2.为什么用元类
- 元类就是负责产生类的,所以我们学习元类或者定义元类的目的:就是为了控
制类对的生产过程,还可以控制对象的产生过程
3.内置函数exec(以后用的,先学着)
cmd = """
x = 1
print('exec函数运行了')
def func(self):
pass
"""
class_dic = {}
# 执行cmd中的代码,然后把产生的名字丢入class_dic字典中
exec(cmd,{},class_dic)
exec函数运行了
print(class_dic)
4.class创建类
- 如果说类也是对象,那么用class关键字取常见类的过程也是一个实例化的过程
,该实例化的目的是为了得到一个类,调用的是元类
- 用class关键字创建一个类,用的默认的元类type,因此以前说不要用type作为
类别判断
class People:
country = 'China'
def __init(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def eat(self):
print(f"{self.name} is eating...")
print(type(People)) # 打印--> <class 'type'>
4.type实现
- 创建类的三个要素:类名,基类,类的名称空间
- People = type(类名,基类(父类),名称空间)
class_name = "People" # 类名
class_bases = (object,) #基类,我们默认都是object
# 累的名称空间
class_dic = {}
class_code = """
country = 'China'
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def eat(self):
print(f"{self.name} is eating...")
"""
exec(class_code,{},class_dic)
#---------------打印前面的属性
print(class_name) # 打印--> "People"
print(class_bases) # 打印 --> (<class 'object'>,)
print(class_dic) # 打印 --> {'country': 'China', '__init__': <functi
on __init__ at 0x10a0bc048>, 'eat': <function eat at 0x10a0bcd08>}
#-----------------------------
#----------------调用生成对象,调用方法
People = type(class_name,class_bases,class_dic)
print(People) # <class '__main__.People'>
obj1 = People(1,2)
obj1.eat() # 打印-->1 is eating...
5.自定义元类控制类的创建
- 使用自定义元类
```python
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:',self) # 现在是Peole
print('class_name:',class_name)
pring('class_bases:',class_bases)
print('class_dic:',class_dic)
super().__init__(class_name,class_bases,class_dic) # 重用父类type的功能
```
- 分析用class自定义类的原理(而非元类的运行原理)
- 拿到一个字符串格式的类名class_name = "People"
- 拿到一个类额基类们class_bases = (object,)
- 执行类体(exec函数)代码,拿到一个类的名称空间class_dic = {...}
- 调用People = type(class_name,class_bases,class_dic)
```python
class People(object,metaclass=Mymeta): # People=Mymeta(类名,基类们,类的名称空间)
country = 'China'
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def eat(self):
print(f"{self.name} is eating")
```
5.1 应用
- 自定义元类控制类的产生过程,类的产生过程其实就是元类的调用过程
- 我们可以控制类必须有文档,可以使用如下的方式实现
```python
# 注释以及首字母大写判断
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):
if class_dic.get('__doc__') is None or len(class_dic.get('__doc__').strip()) == 0:
raise TypeError('类中必须有注释,并且不能为空')
if not class_name.istitle():
raise TypeError('首字母必须大写')
super().__init__(class_name,class_bases,class_dic) # 重用父类功能
class People(object,metaclass=Mymeta):
# !!! People = Mymeta('People',(object,),{名称空间}})
# '''这是People类'''
country = 'China'
def init(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def eat(self):
print(f"{self.name} is eating...")
# 抛出我们定义的异常,因为我们所定义的继承元类的类没有我们按照
# Mymeta中规定的形式创建一个符合条件的类,所以会报错
```
6.call(储备)
- 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,该方法在调用对象的时候自动触发
```python
class Foo:
def __call__(self,*args,**kwargs):
print(args)
print(kwargs)
print('__call__实现了实例化对象可以加括号调用')
obj = Foo()
obj('cheer',age=18)
#('cheer')
#{'age':18}
# __call__实现了实例化对象可以加括号调用
7.new(储备)
我们之前所说类实例化第一个调用的是__init__,但__init__其实并不是实例化
类de时候第一个调用的方法,在我们使用类实例化的时候,他会生成一个框架,在
哪之后才会将class_name,class_bases,class_dic,添加进去,返回一个完整的
类,其实这个最先被调用的方法是__new__方法.
__new__方法接受的参数虽然也和__init__一样,但__init__是在类实例创建之
后调用的,而__new__方法正是创建这个类的方法.
```python
class A:
pass
class B(A):
def __new__(cls):
print("__new__方法")
return object.__new__(cls) # 这里应该使用object,不然会一直循环
# 使用object的__new__方法执行我们的类
def __init__(self):
print("__init__方法")
b = B()
```
8.自定义元类控制类的实例化
class Mymeta(type):
def __call__(self,*args,**kwargs):
print(self) # self是People
print(args) # args = ('cheer')
print(kwargs) # kwargs = {'age':18)}
# return 123
# 1.先造出一个People的空对象,申请内存空间,涉及到底层的c,指针
# __new__方法接受的参数虽然也和__init__一样,但是__init__是在类实例创建之后调用的,er__new__方法正是创建这个类实例的方法.
obj = self.__new__(self) # 虽然和下面同样是People,但是People没有,找到的__new__是父类的
# 2.为该对象初始化独有的属性
self.__init__(obj,*args,**kwargs)
# 3.返回一个初始化的对象
return obj
- People = Mymeta(),People()则会触发__call__
class People(object,metaclass=Mymeta):
country = "China"
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def eat(self):
print(f"{self.name} is eating...")
# 在调用Mymeta的__call__的时候,首先会找到(如下函数)的,自己的没有才会去找父类的
# def __new__(cls,*args,**kwargs):
# print(cls) # cls是People
# cls.__new__(cls) # 错误,无限死循环,自己找自己的,会出现无限递归
# obj = supper().__new__(cls) # 使用父类的__new__
# return obj
- 类的调用,即类实例化就是元类的调用过程,可以通过元类Mymeta的__call__方法控制
- 分析:调用People的目的:
- 先造出一个People的空对象(也就是一个模型)
- 为该空对象初始化独有的属性
- 返回一个初始化好的对象
10.自定义元类后类的继承顺序
查找顺序：
-先对象层：对象->类->父类->object
-然后元类层：元类->type
