python8之类的起源与metaclass

Posted 2020-09-22

一、概述

 　　前面我们学习了大篇幅的关于类，通过类创建对象，那我们想知道这个类到底是怎么产生的呢？它的一切来源是什么？还有对象，对象是通过什么方法创建的，现在我们一头雾水，行的，下面我们就来揭开类的面纱，看看类和对象到底是怎么创建的，通过什么创建的。

二、类的起源

2.1 传统创建类

 

class Foo(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
f = Foo("shuaigaogao")

 

 f 是通过 Foo 类实例化的对象，其实，不仅 f 是一个对象，Foo类本身也是一个对象，因为在Python中一切事物都是对象，按照一切事物都是对象的理论：obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建，那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

print(type(f))    #输出：<class ‘__main__.Foo‘>  表示：f 对象由Foo类创建
print(type(Foo))  #输出：<class ‘type‘>          表示：Foo类对象由 type 类创建

 所以，f对象是Foo类的一个实例，Foo类对象是 type 类的一个实例，即：Foo类对象 是通过type类的构造方法创建

 

2.2 type创建类

 

说明：  type创建类的格式，类名 = type(‘类名‘,(父类，)，{‘方法名‘：方法的内存地址})

def func(self):  #创建方法
    print("hello {0}".format(self.name))
 
def __init__(self,name):  #创建构造方法
    self.name = name
 
Foo = type("Foo",(object,),{"talk":func,"__init__":__init__})  #通过type创建类，如果是经典类的话则写成：Foo = type("Foo",(),{"talk":func,"__init__":__init__})
f = Foo("shuaigaogao")  #创建对象
f.talk()
 
#输出
hello shuaigaogao

总结：类 是由 type 类 实例化产生的

值得注意的是，新式类的写法，在继承父类那边，你继承一个父类后面就要加一个逗号，加逗号，它就把它当做一个元组，不加逗号，就是一个值了

三、__new__方法

3.1 概念

new方法是类自带的一个方法，可以重构，__new__方法在实例化的时候也会执行，并且先于__init__方法之前执行.

 

class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls)
 
f = Foo("shuaigaogao")
 
#输出
Foo __new__ <class ‘__main__.Foo‘> shuaigaogao  #执行了new方法
Foo __init__  #执行了__init__方法

3.2 new方法作用

作用：所有对象都是通过new方法来实例化的，new里面调用了init方法，所以在实例化的过程中先执行的是new方法，而不是init方法。

①重构__new__方法

class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
 
f = Foo("shuaigaogao")  #实例化
 
#输出
Foo __new__ <class ‘__main__.Foo‘> shuaigaogao 

由上面的例子看出，没有执行__init__方法

②重构__new__方法，并继承父类的__new__方法

class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):   #cls相当于传入类Foo
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls)  #继承父类的__new__方法，这边必须以返回值的形式继承
 
f = Foo("shuaigaogao")
 
#输出
Foo __new__ <class ‘__main__.Foo‘> shuaigaogao
Foo __init__

 由上面不难看出，大多数情况下，你都不要去重构你的__new__方法，因为你父类中已经有__new__方法了,已经帮你写好了怎么去创建类，如果你重写的话，就会覆盖父类的里面的__new__方法。但是你重构可以增加一点小功能，但是你覆盖了以后还是需要继承父类回来，要不然你的这个实力就创建不了。

3.3 使用场景

我想对我自己写的一些类进行定制，就在它实例化之前就进行定制，就可以用到__new__方法，new方法就是用来创建实力的，重构new方法，必须以返回值的形式继承父类的new方法。

①需求：我在创建对象时候，同时创建一个类变量

class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):  #cls相当于是传入的类名Foo
        cls.name = "shuaigaogao"  #创建对象是定义静态变量
        print(cls.name)
        return object.__new__(cls)  #继承父类的__new__方法
 
f = Foo("shuaigaogao")
print(Foo.name)
 
#输出
shuaigaogao
Foo __init__
shuaigaogao

 

四、__metaclass__方法

4.1 metaclass作用

类 是由 type 类实例化产生

那么问题来了，类默认是由 type 类实例化产生，type类中如何实现的创建类？类又是如何创建对象？

答：类中有一个属性 __metaclass__，其用来表示该类由 谁 来实例化创建，所以，我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类，从而查看 类 创建的过程。

class MyType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):

        print("Mytype __init__",*args,**kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("Mytype __call__", *args, **kwargs)
        obj = self.__new__(self)
        print("obj ",obj,*args, **kwargs)
        print(self)
        self.__init__(obj,*args, **kwargs)
        return obj

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Mytype __new__",*args,**kwargs)
        return type.__new__(cls, *args, **kwargs)

print(‘here...‘)
class Foo(object,metaclass=MyType):


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

        print("Foo __init__")

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls)

f = Foo("Alex")
print("f",f)
print("fname",f.name)

自定义元类

 

4.2 执行顺序

类的生成 调用 顺序依次是 __new__ --> __init__ --> __call__

 https://stackoverflow.com/questions/100003/what-is-a-metaclass-in-python