一 知识储备
exec:三个参数 参数一:字符串形式的命令 参数二:全局作用域(字典形式),如果不指定,默认为globals() 参数三:局部作用域(字典形式),如果不指定,默认为locals()

二 引子(类也是对象)
class Foo: pass f1=Foo() #f1是通过Foo类实例化的对象
python中一切皆是对象,类本身也是一个对象,当使用关键字class的时候,python解释器在加载class的时候就会创建一个对象(这里的对象指的是类而非类的实例),因而我们可以将类当作一个对象去使用,同样满足第一类对象的概念,可以:
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把类赋值给一个变量
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把类作为函数参数进行传递
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把类作为函数的返回值
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在运行时动态地创建类
上例可以看出f1是由Foo这个类产生的对象,而Foo本身也是对象,那它又是由哪个类产生的呢?
1 #type函数可以查看类型,也可以用来查看对象的类,二者是一样的 2 print(type(f1)) # 输出:<class \'__main__.Foo\'> 表示,obj 对象由Foo类创建 3 print(type(Foo)) # 输出:<type \'type\'>
三 什么是元类?
元类是类的类,是类的模板
元类是用来控制如何创建类的,正如类是创建对象的模板一样,而元类的主要目的是为了控制类的创建行为
元类的实例化的结果为我们用class定义的类,正如类的实例为对象(f1对象是Foo类的一个实例,Foo类是 type 类的一个实例)
type是python的一个内建元类,用来直接控制生成类,python中任何class定义的类其实都是type类实例化的对象
四 创建类的两种方式
方式一:使用class关键字
class Chinese(object): country=\'China\' def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def talk(self): print(\'%s is talking\' %self.name)
方式二:就是手动模拟class创建类的过程):将创建类的步骤拆分开,手动去创建
#准备工作: #创建类主要分为三部分 1 类名 2 类的父类 3 类体 #类名 class_name=\'Chinese\' #类的父类 class_bases=(object,) #类体 class_body=""" country=\'China\' def __init__(self,name,age): self.name=name self.age=age def talk(self): print(\'%s is talking\' %self.name) """
步骤一(先处理类体->名称空间):类体定义的名字都会存放于类的名称空间中(一个局部的名称空间),我们可以事先定义一个空字典,然后用exec去执行类体的代码(exec产生名称空间的过程与真正的class过程类似,只是后者会将__开头的属性变形),生成类的局部名称空间,即填充字典
class_dic={} exec(class_body,globals(),class_dic) print(class_dic) #{\'country\': \'China\', \'talk\': <function talk at 0x101a560c8>, \'__init__\': <function __init__ at 0x101a56668>}
步骤二:调用元类type(也可以自定义)来产生类Chinense
Foo=type(class_name,class_bases,class_dic) #实例化type得到对象Foo,即我们用class定义的类Foo print(Foo) print(type(Foo)) print(isinstance(Foo,type)) \'\'\' <class \'__main__.Chinese\'> <class \'type\'> True \'\'\'
我们看到,type 接收三个参数:
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第 1 个参数是字符串 ‘Foo’,表示类名
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第 2 个参数是元组 (object, ),表示所有的父类
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第 3 个参数是字典,这里是一个空字典,表示没有定义属性和方法
补充:若Foo类有继承,即class Foo(Bar):.... 则等同于type(\'Foo\',(Bar,),{})
五 自定义元类控制类的行为
#一个类没有声明自己的元类,默认他的元类就是type,除了使用元类type,用户也可以通过继承type来自定义元类(顺便我们也可以瞅一瞅元类如何控制类的行为,工作流程是什么)

六 练习题
练习一:在元类中控制把自定义类的数据属性都变成大写

class Mymetaclass(type): def __new__(cls,name,bases,attrs): update_attrs={} for k,v in attrs.items(): if not callable(v) and not k.startswith(\'__\'): update_attrs[k.upper()]=v else: update_attrs[k]=v return type.__new__(cls,name,bases,update_attrs) class Chinese(metaclass=Mymetaclass): country=\'China\' tag=\'Legend of the Dragon\' #龙的传人 def walk(self): print(\'%s is walking\' %self.name) print(Chinese.__dict__) \'\'\' {\'__module__\': \'__main__\', \'COUNTRY\': \'China\', \'TAG\': \'Legend of the Dragon\', \'walk\': <function Chinese.walk at 0x0000000001E7B950>, \'__dict__\': <attribute \'__dict__\' of \'Chinese\' objects>, \'__weakref__\': <attribute \'__weakref__\' of \'Chinese\' objects>, \'__doc__\': None} \'\'\'
练习二:在元类中控制自定义的类无需__init__方法
1.元类帮其完成创建对象,以及初始化操作;
2.要求实例化时传参必须为关键字形式,否则抛出异常TypeError: must use keyword argument
3.key作为用户自定义类产生对象的属性,且所有属性变成大写

class Mymetaclass(type): # def __new__(cls,name,bases,attrs): # update_attrs={} # for k,v in attrs.items(): # if not callable(v) and not k.startswith(\'__\'): # update_attrs[k.upper()]=v # else: # update_attrs[k]=v # return type.__new__(cls,name,bases,update_attrs) def __call__(self, *args, **kwargs): if args: raise TypeError(\'must use keyword argument for key function\') obj = object.__new__(self) #创建对象,self为类Foo for k,v in kwargs.items(): obj.__dict__[k.upper()]=v return obj class Chinese(metaclass=Mymetaclass): country=\'China\' tag=\'Legend of the Dragon\' #龙的传人 def walk(self): print(\'%s is walking\' %self.name) p=Chinese(name=\'egon\',age=18,sex=\'male\') print(p.__dict__)