Python 元类行为（不调用 __new__），有解释吗？

Posted 2023-02-23

【中文标题】Python 元类行为（不调用 __new__），有解释吗？

【英文标题】：Python metaclass behavior (not calling __new__), is there an explanation?

【发布时间】：2015-04-12 12:12:58

【问题描述】：

在一个名为 exp.py（如下）的文件中，我试图理解 Python 中的元类。似乎当元类的__new__ 方法使用“类型”构造函数来构造一个类时，它的__new__ 方法不会被使用它作为元类的类的子类调用：

class A(type):
    def __new__(cls, name, bases, dct):
        print "cls is:   ", cls
        print "name is:  ", name
        print "bases is: ", bases
        print "dct is:   ", dct
        print
        return super(A, cls).__new__(cls, name, bases, dct)

class B(object):
    __metaclass__ = A

class C(B): pass

class D(type):
    def __new__(cls, name, bases, dct):
        print "cls is:   ", cls
        print "name is:  ", name
        print "bases is: ", bases
        print "dct is:   ", dct
        return type(name, bases, dct)

class E(object):
    __metaclass__ = D

class F(E): pass

在终端中：

>>> from exp import *
cls is:    <class 'exp.A'>
name is:   B
bases is:  (<type 'object'>,)
dct is:    'count': 0, '__module__': 'exp', '__metaclass__': <class 'exp.A'>, '__init__': <function __init__ at 0x107eb9578>

cls is:    <class 'exp.A'>
name is:   C
bases is:  (<class 'exp.B'>,)
dct is:    '__module__': 'exp'

cls is:    <class 'exp.D'>
name is:   E
bases is:  (<type 'object'>,)
dct is:    'count': 0, '__module__': 'exp', '__metaclass__': <class 'exp.D'>, '__init__': <function __init__ at 0x107ebdb18>
>>> 

如您所见，元类 D 的 __new__ 方法在加载类 F 的定义时不会被调用。 （如果它被调用了，那么关于 F 类的信息也会被打印出来。）

有人可以帮我解释一下吗？

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相关帖子：我在看What is a metaclass in Python?，好像在这句话中遇到了类似的东西，“注意这里__metaclass__属性不会被继承，父类（Bar.__class__）的元类会是. 如果 Bar 使用 __metaclass__ 属性创建 Bar 与 type()（而不是 type.__new__()），子类将不会继承该行为。但我并没有完全理解这一点。

【参考方案1】：

在第二种情况下，实际上不是返回元类的实例，而是返回type 的实例，这反过来又将新创建的类E 的__class__ 属性设置为<type 'type'>，而不是D。因此as per the rule 2 Python 检查基类的__class__ 属性（或type(E) 或E.__class__）并决定使用type 作为F 的元类，因此永远不会调用D 的__new__在这种情况下。

如果存在dict['__metaclass__']，则使用它。 否则，如果

至少有一个基类，则使用其元类

（首先查找__class__ 属性，如果未找到，则使用其类型）。

所以，正确的方法是在元类的__new__方法中调用类型的__new__方法：

class D(type):
    def __new__(cls, name, bases, dct):
        print "cls is:   ", cls
        print "name is:  ", name
        print "bases is: ", bases
        print "dct is:   ", dct
        return type.__new__(cls, name, bases, dct)

class E(object):
    __metaclass__ = D

class F(E): pass

class A(object):
    pass

输出：

cls is:    <class '__main__.D'>
name is:   E
bases is:  (<type 'object'>,)
dct is:    '__module__': '__main__', '__metaclass__': <class '__main__.D'>
cls is:    <class '__main__.D'>
name is:   F
bases is:  (<class '__main__.E'>,)
dct is:    '__module__': '__main__'

【讨论】：

很好的答案，谢谢！顺便说一句，我对“（首先查找__class__ 属性，如果未找到，则使用其类型）”这句话有一些疑问。 1、什么情况下会找不到__class__属性？ 2.在什么类型的情况下，类的__class__属性会与其类型不同（使用type()确定）？谢谢

@platypus 旧式类没有此属性，甚至type() 的输出也不同。对于新式类，默认类型是type，对于旧式类，默认类型是classobj。 New-style and classic classes