Python 元类与类装饰器

Posted 2023-02-23

【中文标题】Python 元类与类装饰器

【英文标题】：Python metaclasses vs class decorators

【发布时间】：2010-12-19 06:13:25

【问题描述】：

Python 元类和类装饰器之间的主要区别是什么？有什么我可以用一个做而另一个不能做的事情吗？

【参考方案1】：

装饰器要简单得多，也受到更多限制——因此，只要可以使用元类或类装饰器来实现所需的效果，就应该首选装饰器。

任何你可以用类装饰器做的事情，你当然可以用一个自定义元类来做（只需应用“装饰器函数”的功能，即接受一个类对象并修改它的那个，在元类的 __new__ 或 __init__ 构成类对象！-)。

您可以在自定义元类中做很多事情，但不能在装饰器中执行（当然，除非装饰器在内部生成并应用自定义元类，但那是作弊；-)... 即便如此，在 Python 中3，有些事情你只能用自定义元类来做，而不是事后......但这是你问题的一个非常高级的子领域，所以让我举个更简单的例子）。

例如，假设您想要创建一个类对象X，这样print X（或者在Python 3 中当然是print(X)；-）显示peekaboo!。如果没有自定义元类，您不可能做到这一点，因为元类对 __str__ 的覆盖是这里的关键角色，即，您需要在类 X 的自定义元类中使用 def __str__(cls): return "peekaboo!"。

这同样适用于所有魔术方法，即应用于类对象本身的各种操作（与应用于其实例的操作相反，它们使用定义在类——对类对象本身的操作使用元类中定义的魔法方法）。

【讨论】：

嗯.. 已经 4 年了，我在谷歌找到了这个问题。我只想记下您的示例。我已经定义了一个装饰器foo(cls)，它有两个语句：cls.__str__ = lambda self: "peekaboo!" 和紧随其后的return cls，它确实有效 - 我已经使用装饰器而不是复杂的设置了某个类的 __str__ 方法元类..我只是想注意这一点，也许会得到一些评论以了解我是否遗漏了什么。

@AlexMartelli 我也对 rboy 注意到的内容感兴趣。我仍然无法很好地明确定义元类和类装饰器的功能差异。

@antitoxic，rboy 所做的会影响print(X())，X 类的 instances 的打印，不是我非常明确地提到的在我的回答中，print(X)，类本身的打印。重新阅读我回答的最后一段。

【参考方案2】：

正如“fluent python”一书的第 21 章所述，一个区别与继承有关。请看这两个脚本。 python版本是3.5。一点是metaclass 的使用会影响其子类，而装饰器仅影响当前类。

脚本使用类装饰器来替换/覆盖方法“func1”。

def deco4cls(cls):
    cls.func1 = lambda self: 2
    return cls


@deco4cls
class Cls1:
    pass


class Cls1_1(Cls1):
    def func1(self):
        return 3


obj1_1 = Cls1_1()
print(obj1_1.func1())  # 3

脚本使用元类替换/覆盖方法'func1'。

class Deco4cls(type):
    def __init__(cls, name, bases, attr_dict):
        # print(cls, name, bases, attr_dict)
        super().__init__(name, bases, attr_dict)
        cls.func1 = lambda self: 2


class Cls2(metaclass=Deco4cls):
    pass


class Cls2_1(Cls2):
    def func1(self):
        return 3


obj2_1 = Cls2_1()
print(obj2_1.func1())  # 2!! the original Cls2_1.func1 is replaced by metaclass

【讨论】：

您能解释一下为什么给定的代码表现不同吗？

Marine，所以据我所知，当具有 Deco4cls 元类的 Cls2 在 Deco4cls 的 init 调用中被 Cls2_1 继承时，一个 lambda 表达式，它将继承类的方法设置为返回 2。 (cls.func1 = lambda self : 2) 。使用 super 它会改变，如果 Cls2_1 调用 super func1 应该仍然返回 3，没有测试只是推测。

关于元类示例。我想你可以用装饰器做同样的事情吗？您必须修改装饰器中的 __init__ 方法。换句话说：两个两个示例的行为不同，因为它们做的事情不同。