Python之元类详细解析
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Python之元类详细解析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、补充内置函数isinstance和issubclass
1、isinstance是判断一个对象是不是由一个对象产生的
1 class Foo: 2 pass 3 4 obj=Foo() 5 6 print(isinstance(obj,Foo)) #判断一个对象是否是由某个类调用产生 7 8 # 在python3中统一类与类型的概念 9 d={‘x‘:1} #d=dict({‘x‘:1} #) #类即类型，d是一个对象，dict是一个类，d是由调用dict产生的对象 10 11 print(type(d) is dict) #type也可以判断数据类型，但这并不是type的的主要功能，其实type是一个元类 12 print(isinstance(d,dict))
2、issubclass是判断一个l类是不是另外一个类的子类
# issubclass() class Parent: pass class Sub(Parent): pass print(issubclass(Sub,Parent)) #判断类Sub是不是Parent是不是的子类，是布尔值为True print(issubclass(Parent,object))
二、反射
‘‘‘ 1、什么是反射 通过字符串来操作类或者对象的属性 2、如何用 hasattr getattr setattr delattr ‘‘‘ class People: country=‘China‘ def __init__(self,name): self.name=name def eat(self): print(‘%s is eating‘ %self.name) peo1=People(‘egon‘) # hasattr:判断-------(对象)---------中有没有一个------(字符串形式的属性)-------对应的数据属性或函数属性,结果是一个bool值 print(hasattr(peo1,‘eat‘)) #效果等价：peo1.eat # # getattr:判断-------(对象)---------中有没有一个------(字符串形式的属性)-------对应的数据属性或函数属性,如果有对应的数据属性，返回的是数据属性对应的值，如果有对应的函数属性返回的是一个内存地址 print(getattr(peo1,‘eat‘)) #peo1.eat #类中有这个属性，返回的是一个内存地址 print(getattr(People,‘country‘)) #类中有数据属性，返回的是数据属性对应的属性值 print(getattr(peo1,‘xxxxx‘,None)) #None是一个默认值，如果类中没有这个数据属性、函数属性就会将默认值返回，如果没有默认值，类中也没有字符串对应的属性，就会报错 # setattr:判断-------(对象)---------中有没有一个------(字符串)-------对应的数据属性，有可以对其属性值进行修改，没有添加新的属性 setattr(peo1,‘age‘,18) #peo1.age=18 #可以给对象添加新的属性 setattr(peo1,‘name‘,‘alex‘) #可以修改对象的属性值 print(peo1.age) print(peo1.name) # print(peo1.__dict__) # delattr:判断-------(对象)---------中有没有一个------(字符串形式的属性)-------对应的数据属性或函数属性,有可以将其删除 delattr(peo1,‘name‘) #del peo1.name print(peo1.__dict__) delattr(peo1,‘eat‘) #-----会报错，setattr和delattr只会对自己名称空间的名字做修改和删除，并不能改变类名称空间中的属性名 ‘‘‘重点‘‘‘ # 反射的应用： class Ftp: def __init__(self,ip,port): self.ip=ip self.port=port def get(self): print(‘GET function‘) def put(self): print(‘PUT function‘) def run(self): while True: choice=input(‘>>>: ‘).strip() #模拟用户实际输入对应的命令是一个字符串，所以此时就要用到映射 ‘‘‘方法一‘‘‘ # # print(choice,type(choice)) # if hasattr(self,choice): #判断用户输入的字符串形式的属性名是否存在，拿到一个返回的bool值 # method=getattr(self,choice) #输入的字符串形式的属性名存在，通过属性名拿到绑定方法的内存地址 # method() #绑定方法加括号即调用 # else: # print(‘输入的命令不存在‘) ‘‘‘方法二‘‘‘ method=getattr(self,choice,None) #如果用户输入的字符串形式的属性值存在，则直接拿到该属性的绑定方法的内存地址返回，属性是不存在，返回None if method is None: print(‘输入的命令不存在‘) else: method() #函数属性的内存地址加括号直接调用 conn=Ftp(‘1.1.1.1‘,23) #类加括号，产生一个空对象，并对对象通过__init__进行初始化 conn.run() #将对象绑定给方法，会将对象当做第一个参数自动传入
三、自定义方法来定义类的功能
1、__str__方法-------会在打印对象的时候自动触发
class People: def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age #在对象被打印时，自动触发，应该在该方法内采集与对象self有关的信息，然后拼成字符串返回 def __str__(self): # print(‘======>‘) return ‘<name:%s age:%s>‘ %(self.name,self.age) #返回的必须是字符串，否则就会报错 obj=People(‘egon‘,18) obj1=People(‘alex‘,18) print(obj) #obj.__str__() #没有__str__打印对象的结果就是一个内存地址， # 但是有了__str__我们就可以拼接任意我们想要的样式，此时在打印对象就会得到我们拼接的结果 print(obj) #obj.__str__() print(obj) #obj.__str__() print(obj1) #obj1.__str__() """ 默认就有str,只是返回的是内存地址，我们可以通过设置str,可以通过打印对象打印出好看的格式，而不是只是单纯的打印出一个内存地址""" d={‘x‘:1} #d=dict({‘x‘:1}) print(d) #打印d这个对象是一个字典，而不是像上面一样是一个内存地址，是因为dict内一定自带了一个__str__,在打印对象的时候自动触发
2、__del__会在对象被删除时自动触发
# """1、__del__析构方法""" # # __del__会在对象被删除时自动触发 class People: def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age self.f=open(‘a.txt‘,‘rt‘,encoding=‘utf-8‘) #打开该文件占用两方面的资源，一是应用程序即Python解释器，Python会自动回收，另一方面是系统资源，要手动关闭 def __del__(self): #删除对象是自动触发 print(‘run=-====>‘) # 做回收系统资源相关的事情 self.f.close() #删除应用程序资源要在关闭系统资源之后，要不就会出现系统资源无法关闭，白白占用资源 obj=People(‘egon‘,18) print(‘主‘) #系统程序运行完毕，回收资源，会自动触发__del__的执行，所以先打印：‘主‘，再打印：‘run=-====>‘
四、元类
‘‘‘ 1、什么是元类 在python中一切皆对象，那么我们用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() #一切皆对象，类加括号产生对象 pass 2、为何要用元类 元类是负责产生类的，所以我们学习元类或者自定义元类的目的 是为了控制类的产生过程，还可以控制对象的产生过程 3、如何用元类 ‘‘‘ #1、储备知识：内置函数exec的用法 cmd=""" x=1 def func(self): pass """ class_dic={} exec(cmd,{},class_dic) #exec会将cmd字符串中的代码拿出来执行一次，将产生的名字丢掉事先定义好的class_dic空字典中 print(class_dic) #{‘x‘: 1, ‘func‘: <function func at 0x00000267165F92F0>} #2、创建类的方法有两种 # 大前提：如果说类也是对象的化，那么用class关键字去创建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 #2.1 方式一：用的默认的元类type class People: #People=type(...)--------默认的元类type实例化出一个对象Pelple,实例化的结果也是一个对象 country=‘China‘ def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def eat(self): print(‘%s is eating‘ %self.name) peo=People(‘EGON‘,18) print(peo) #------------<__main__.People object at 0x000001F635282E10>*********调用类实例化出对象 print(type(People)) #------------<class ‘type‘>*****************************************调用元类实例化出类 """重点""" #2.1.1 创建类的3个要素：类名，基类，类的名称空间 class_name=‘People‘ #类名，是一个字符串，---------由上面的class定义类我们知道，创建类的三要素：类名，基类，类的名称空间 class_bases=(object,) #基类，----------------------我们通过__bases__,知道基类是一个元组的形式 class_dic={} #类的名称空间，---------------通过__dict__,知道类的名称空间的是一个字典 class_body=""" country=‘China‘ def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def eat(self): print(‘%s is eating‘ %self.name) """ #--------将类体代码放到一个字符串中 exec(class_body,{},class_dic)#执行字符传中的代码，将产生的名字方到class_dic的名称空间中，即之前定义类将产生的名字放到类的名称空间中 # 准备好创建类的三要素 # print(class_name) #-------People # print(class_bases) #-------(<class ‘object‘>,) # print(class_dic) #-------{‘country‘: ‘China‘, ‘__init__‘: <function __init__ at 0x00000222D55F92F0>, ‘eat‘: <function eat at 0x00000222DC618BF8>} # People=type(类名，基类，类的名称空间) #调用元类就可以产生一个类这个对象 People1=type(class_name,class_bases,class_dic) #将事先定义好的类的三要素放到当做参数传给元类，调用元类即产生对象 print(People1) #--------<class ‘__main__.People‘>自定义类产生的结果 obj1=People1(‘egon‘,18) print(People) #--------<class ‘__main__.People‘>，class定义类产生的结果 obj=People(‘egon‘,18) obj1.eat() obj.eat() """----------------------------------------重点----------------------------------------""" #2.2 方式二：用的自定义的元类 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) #现在是People print(class_name) print(class_bases) print(class_dic) super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic) #重用父类的功能 # 分析用class自定义类的运行原理（而非元类的的运行原理）： #1、拿到一个字符串格式的类名class_name=‘People‘ #2、拿到一个类的基类们class_bases=(obejct,) #3、执行类体代码，拿到一个类的名称空间class_dic={...}------------------前三步就是造类的三要素 #4、调用People=type(class_name,class_bases,class_dic)----------------调用元类（类）产生类（对象）------------调用类产生对象 class People(object,metaclass=Mymeta): #People=Mymeta(类名,基类们,类的名称空间)------metaclass=Mymeta是自定义的元类名 country=‘China‘ def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def eat(self): print(‘%s is eating‘ %self.name) """----------------------------------------重点----------------------------------------""" """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------（对象的产生过程就是调用类的过程）""" 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---------------必须要继承type类 def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic): #在自定义类之上添加逻辑判断 if class_dic.get(‘__doc__‘) is None or len(class_dic.get(‘__doc__‘).strip()) == 0: #必须有文档注释，且不为空 raise TypeError(‘类中必须有文档注释，并且文档注释不能为空‘) if not class_name.istitle(): #类的首字母必须大写 raise TypeError(‘类名首字母必须大写‘) super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic) #重用父类的功能 class People(object,metaclass=Mymeta): #People=Mymeta(‘People‘,(object,),{....}) """这是People类""" country=‘China‘ def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def eat(self): print(‘%s is eating‘ %self.name) #3 储备知识：__call__ class Foo: def __call__(self, *args, **kwargs): print(self) #<__main__.Foo object at 0x000002193E892E10> print(args) #(1, 2, 3)----------------*args接收位置参数，存成元组的形式 print(kwargs) #{‘x‘: 1, ‘y‘: 2}---------**kwargs接收关键字参数，存成字典的形式 obj=Foo() #调用类不会自动触发，会在调用对象时自动触发，通过self也可以看出，是调用对象时自动触发 # # 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 # # 该方法会在调用对象时自动触发 # obj(1,2,3,x=1,y=2) #调用对象时自动触发__call__方法，并将对象自动传入 """-----------------------------------------------重点---------------------------------------------""" # 4、自定义元类来控制类的调用的过程，即类的实例化过程 class Mymeta(type): def __call__(self, *args, **kwargs): #会在调用对象时自动触发，此时的对象时一个类，即People # print(self) # self是People # print(args) # print(kwargs) # return 123 """调用类产生一个对象，发生两件事""" #和class定义类，调用类一样发生两件事 # 1、先造出一个People的空对象 obj=self.__new__(self) #造出了一个自定义类People的空对象 # 2、为该对空对象初始化独有的属性 # print(args,kwargs) self.__init__(obj,*args,**kwargs) #对空对象进行初始化，空对象传入，以及参数原封不动的传入 # 3、返回一个初始好的对象 return obj #将造出的对象返回， ‘‘‘**********************************看成一个对象************************************************‘‘‘ class People(object,metaclass=Mymeta): #自定义类People，元类是Mymeta,元类必须继承type类，否则就不是元类 country=‘China‘ def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def eat(self): print(‘%s is eating‘ %self.name) def __new__(cls, *args, **kwargs): #对象自己中有__new__属性,先从对象自己的名称空间中找，自己没有在到自己的类中找 print(cls) # cls.__new__(cls) # 错误 #自己有调用了自己的__new__,这样就出现无线递归，所以会报错 obj=super(People,cls).__new__(cls) #自己中有，我们任然让其取继承父类中的__new__属性,来产生一个空对象，然后将对象初始化，拿到一个返回值 return obj ‘‘‘**********************************看成一个对象************************************************‘‘‘ """-----------------------------------------------重点---------------------------------------------""" # 分析：调用Pepole的目的 #1、先造出一个People的空对象 #2、为该对空对象初始化独有的属性 # obj1=People(‘egon1‘,age=18) # obj2=People(‘egon2‘,age=18) # print(obj1) # print(obj2) # obj=People(‘egon‘,age=18) # print(obj.__dict__) # print(obj.name) # obj.eat()
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