Python超详细讲解元类的使用

类的定义

一、什么是元类

二、注意区分元类和继承的基类

三、type 元类的使用

四、自定义元类的使用

类的定义

对象是通过类创建的，如下面的代码：

# object 为顶层基类
class Work(object):
    a = 100
Mywork = Work()   # 实例化
print(Mywork )   # Mywork 是 Work 所创建的一个对象  <__main__.Work object at 0x101eb4630>
print(type(Mywork))    # <class '__main__.Work'>
print(type(Work))    # 类型为元类 <class 'type'>

解析：

可以看见对象 Mywork 是类 Work 创建的实例。然但是可以看到Work的类型时由一个叫 type 的类创建的实例。即 Mywork —》 Work —》 type 创建

上面的例子中对象是动态创建的，类则是通过关键字 class 声明定义的

那么class关键字背后的玄机是什么呢？

实际上，class Work(object) 这样的代码，等价于 Work = type(‘Work’, (objects, ), {“a”:100})

即类 type 通过实例化创建了它的对象 Work，而这个 Work 恰恰是一个类，这样能创建类的类，就是 Python 的元类。而在python中内置的元类叫：type

一、什么是元类

用来创建类的类，叫做元类

类是元类创建出来的对象

函数type实际上是一个元类，type就是Python在背后用来创建所有类的元类

二、注意区分元类和继承的基类

type是元类，所有的类都是通过type所创建出来的

object顶层的基类，所有类的继承顶层父类都是object

三、type 元类的使用

可以看到type是小写，一般情况下都会认为它是一个函数，通过查看源代码去看下如下定义的：

class type(object):
"""
type(object_or_name, bases, dict)
type(object) -> the object's type
type(name, bases, dict) -> a new type
"""
# 实例化
def __init__(cls, what, bases=None, dict=None): # known special case of type.__init__
     """
     type(object_or_name, bases, dict)
     type(object) -> the object's type
     type(name, bases, dict) -> a new type
     # (copied from class doc)
     """
     pass
# 创建类    
@staticmethod     # known case of __new__
    def __new__(*args, **kwargs):   # real signature unknown
        """ 
        Create and return a new object.  See help(type) for accurate signature. 
        （创建并返回一个新对象）
        """
        pass

type的用法一：获取数据时那种类型： type(object) -> the object’s type

a = 100
b = "100"
c = [11,22,33]
print(type(a))    # ======》 <class 'int'>
print(type(b))    # ======》 <class 'str'>
print(type(c))    # ======》 <class 'list'>

type的用法二：创建类：type(object_or_name, bases, dict)

1.在查看源码的时候，可以看到在初始化时，init__方法接受三个参数，type 在实例化的过程，也会重新创建一个新的类，而创建类的代码来自__new 方法，它的参数与 __init__方法是一样的。

2.当调用 type 进行实例化的时候，会先自动调用 new 方法，再调用__init__方法，最终会实例化一个对象，这个对象是一个类。

1. 元类 type 的 init 方法有3个参数：

1.name：类名（字符串类型）
2.bases：继承的父类（元祖类型）
3.dict：属性和方法组成的字典（字典类型）

具体例子：

# 通过 class 定义类
class Myclass(object):
    a = 100
    b = 200
# 通过type创建的类(动态创建类)
Myclass1 = type("Myclass1",(object,),{"a":"100","b":"200"})
print(Myclass)
print(Myclass1)

如果需要定义实例方法和类属性怎么办呢?，将方法和属性以字典的形式传进去

def work(self):
    print("这是实例方法——————work————————")
# 定义类属性值
def init_method(self, aa, bb, cc):
    self.aa = aa
    self.bb = bb
    self.cc = cc
# 通过type创建的类(动态创建类)
Myclass2 = type("Myclass2",(object,),{"a":"100","b":"200","work":work,"work_1":work_1,"__init__":init_method})
m = Myclass2(11,22,33)
m.work()
print(m.aa, m.bb, m.cc)

四、自定义元类的使用

既然元类可以创建类，那也可以自定义元类，自定义直接继承类 type ，在自定义元类的步骤：

1.定义一个类继承type

2.重写new方法

具体例子：

# 定义一个类继承type
class Mytest(type):
# 重写new方法
    def __new__(cls, type_name, bases, atter, *args, **kwargs):
        new_cls = super().__new__(cls,type_name, bases, atter)         
        return new_cls      # 返回新的类
M2 = Mytest("M2",(Mytest,),{"atter":100})
print(M2)     # =====》  <class '__main__.M2'>

使用class创建类的时候指定自定义的元类

1.不去指定时，默认创建都是type类

2.指定自定义的元类去创建类：metaclass = 指定的元类

class Myclass(type):
    """自定义的元类"""
    def __new__(cls, type_name, bases, attrs, *args, **kwargs):
        new_cls = super().__new__(cls, type_name, bases, attrs)
        print("这个是Myclass:", type_name, bases, attrs, )
        return new_cls
# 通过metaclass=xxxx   继承自定义元类
class Inherited_class(metaclass=Myclass):
    a = 100
    b = 200
print(type(Inherited_class))  # ======》 <class '__main__.Myclass'>