Python学习笔记八 面向对象高级编程元类

Posted 2020-10-29 老梧桐

参考教程：廖雪峰官网https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000

在廖老师的学习网站里“使用元类”这部分还是把我给看晕了...网上搜到一篇感觉讲的相对易懂一些，贴出链接：两句话掌握 Python 最难知识点——元类——以此文作为这篇笔记的源本。

“道生一，一生二，二生三，三生万物”

1、在Python世界中，“type”即为道，即是生出各种类、对象、变量等等一切的源头。

2、一——即是metaclass（元类，也叫类生成器）

3、二——即是各种常规的类（class）

4、三——即是实例（instance）

5、万物——即是实例的各种属性和方法

#创建一个Student类，这个类即为“二”
class Student():
def printinfo(self):
        print("It is a instance of Student!")
        
#创建Student的实例s，即为“二生三”
s=Student()

#使用实例的属性、方法，即为“三生万物”
s.printinfo()

这段代码提现从二到万物的过程，那么对于Student类这个“二”从何而来呢？

我们看到的定义类的class Student()...这些代码，实际上如下：

def fn(self):
    print("It is a instance of Student!")
Student=type(‘Student‘,(object,),dict(printinfo=fn))

注意到这里，Student类是通过type()方法生成的，其中有三个参数，分别为设置类的名字，使用一个元组明确该类的父类，使用一个字典给出这个类的方法。

type是“道”，可以先通过type生成元类，再由元类生成各种类。

“元类”

一般来说，元类都被命名为后缀Metaclass。

先看一个定义元类的例子：假设需要一个可以自动打招呼的元类，它里面的类方法有时需要say_Hello，有时需要say_Hi，有时又需要say_Sayolala，有时需要say_Nihao。

class SayMetaclass(type):  #注意到元类均继承自type
    def __new__(cls,name,bases,attrs):
        attrs[‘say_‘+name]=lambda self,value,saying=name:print(saying+‘,‘+value+‘!‘)
        return type.__new__(cls,name,bases,attrs)

注意：

1、元类都是由"type"衍生出来的，所以父类必须传入type。

2、元类的操作都是通过__new__()完成，第一个参数是将创建的类的对象（是否基本类似于self?），后面三个参数分别为：类名、父类、属性/方法。

具体看这个代码：

attrs[‘say_‘+name]=lambda self,value,saying=name:print(saying+‘,‘+value+‘!‘)

这里是给每个类定义一个”‘say_‘+类名”的属性，具体在这里是一个方法，通过lambda定义的方法，这个方法有三个参数，第一个self，是因为是类的方法，所以必须第一个为self，第二个是常规的位置参数value，需要使用者自己传入，第三个是一个默认参数，默认为类名。

通过这个元类继续生出各个类：

class SayMetaclass(type):  #注意到元类均继承自type
    def __new__(cls,name,bases,attrs):
        attrs[‘say_‘+name]=lambda self,value,saying=name:print(saying+‘,‘+value+‘!‘)
        return type.__new__(cls,name,bases,attrs)

#通过SayMetaclass创建一个Hello类
#注意用法，参数除了第一个父类外，必须使用metaclass=标明该类使用的元类
#因为这里类名是Hello
#所以这个Hello类拥有一个“say_Hello”的属性
#而这个属性又是一个方法，即等效于下面代码的方法：
‘‘‘
def say_Hello(self,value,saying=‘Hello‘):
        print(saying+‘,‘+value+‘!‘)
‘‘‘
class Hello(object,metaclass=SayMetaclass):
    pass
Hello().say_Hello(‘World‘)  

#基于元类继续创建新的类
class Nihao(object,metaclass=SayMetaclass):
    pass
Nihao().say_Nihao(‘China‘)  
Nihao().say_Nihao(‘China‘,saying=‘Very Great‘) 

#基于元类继续创建新的类
class Sayolala(object,metaclass=SayMetaclass):
    pass
Sayolala().say_Sayolala(‘Japan‘)  

输出如下：

Hello,World!
Nihao,China!
Very Great,China!
Sayolala,Japan!