【python进阶】详解元类及其应用1

前言

元类在python中是很重要的一部分，我将分两次去讲解元类及其应用，此篇为详解元类及其应用第一篇，下面开始今天的说明~~~

1. 类也是对象

在⼤多数编程语⾔中，类就是⼀组⽤来描述如何⽣成⼀个对象的代码段。在 Python中这⼀点仍然成⽴：

>>> class ObjectCreator(object): 
…          pass 
… 
>>>my_object = ObjectCreator() 
>>>print(my_object)
<__main__.ObjectCreator object at 0x8974f2c>

但是，Python中的类还远不⽌如此。类同样也是⼀种对象。是的，没错，就是对象。只要你使⽤关键字class，Python解释器在执⾏的时候就会创建⼀个 对象。
下⾯的代码段：

>>> class ObjectCreator(object):
...     pass
...

将在内存中创建⼀个对象，名字就是ObjectCreator。这个对象（类对象 ObjectCreator）拥有创建对象（实例对象）的能⼒。但是，它的本质仍然是 ⼀个对象，于是乎你可以对它做如下的操作：
1. 你可以将它赋值给⼀个变量

2. 你可以拷⻉它

3. 你可以为它增加属性

4. 你可以将它作为函数参数进⾏传递

下⾯是示例：

>>>    print(ObjectCreator)#你可以打印⼀个类，因为它其实也是⼀个对象 
<class    '__main__.ObjectCreator'> 
>>>    def    echo(o):
...        print(o)
... 
>>>    echo(ObjectCreator)#你可以将类做为参数传给函数 
<class    '__main__.ObjectCreator'> 
>>>    print(hasattr(ObjectCreator,'new_attribute'))
False 
>>>ObjectCreator.new_attribute='foo'#你可以为类增加属性 
>>>print(hasattr(ObjectCreator,    'new_attribute'))
True 
>>>print(ObjectCreator.new_attribute)
foo 
>>>ObjectCreatorMirror=ObjectCreator#你可以将类赋值给⼀个变量 
>>>print(ObjectCreatorMirror())
<__main__.ObjectCreator    object at 0x8997b4c>

2. 动态地创建类

因为类也是对象，你可以在运⾏时动态的创建它们，就像其他任何对象⼀样。⾸先，你可以在函数中创建类，使⽤class关键字即可。

>>> def choose_class(name):
...:    if name == 'foo':
...:        class Foo(object):
...:            pass
...:        return Foo #返回的是类,不是类的实例
...:    else:
...:        class Bar(object):
...:            pass
...:        return Bar
...:
>>> MyClass=choose_class('foo')
>>> print(MyClass)#函数返回的是类，不是类的实例
<class '__main__.choose_class.<locals>.Foo'>
>>> print(MyClass())#你可以通过这个类创建类实例，也就是对象
<__main__.choose_class.<locals>.Foo object at 0x000001C54F7007B8>

但这还不够动态，因为你仍然需要⾃⼰编写整个类的代码。由于类也是对 象，所以它们必须是通过什么东⻄来⽣成的才对。当你使⽤class关键字时， Python解释器⾃动创建这个对象。但就和Python中的⼤多数事情⼀样， Python仍然提供给你⼿动处理的⽅法。
还记得内建函数type吗？这个古⽼但强⼤的函数能够让你知道⼀个对象的类 型是什么，就像这样：

>>> print(type(1))#数值的类型
<class 'int'>
>>> print(type("1"))#字符串的类型
<class 'str'>
>>> print(type(ObjectCreator()))#实例对象的类型
<class '__main__.ObjectCreator'> 
>>>    print(type(ObjectCreator))#类的类型 
<type 'type'>

仔细观察上⾯的运⾏结果，发现使⽤type对ObjectCreator查看类型是，答案 为type， 是不是有些惊讶。。。看下⾯

3. 使⽤type创建类

type还有⼀种完全不同的功能，动态的创建类。
type可以接受⼀个类的描述作为参数，然后返回⼀个类。(要知道，根据传入参数的不同，同⼀个函数拥有两种完全不同的⽤法是⼀件很傻的事情，但 这在Python中是为了保持向后兼容性）
type可以像这样⼯作：
type(类名, 由⽗类名称组成的元组(针对继承的情况，可以为空),包含属 性的字典(名称和值))
⽐如下⾯的代码：

In [7]: class Test:#定义了⼀个Test类
   ...:     pass
   ...:

In [8]: Test()#创建了⼀个Test类的实例对象
Out[8]: <__main__.Test at 0x1c54f648518>

可以⼿动像这样创建：

In [9]: Test2 = type("Test2",(),{})#定义了⼀个Test2类

In [10]: Test2()#创建了⼀个Test2类的实例对象
Out[10]: <__main__.Test2 at 0x1c54f66ed68>

我们使⽤"Test2"作为类名，并且也可以把它当做⼀个变量来作为类的引⽤。 类和变量是不同的，这⾥没有任何理由把事情弄的复杂。即type函数中第1个实参，也可以叫做其他的名字，这个名字表示类的名字

In [11]: MyDogClass = type('MyDog',(),{})

In [12]: print(MyDogClass)
<class '__main__.MyDog'>

使⽤help来测试这2个类

In [13]: help(Test)#⽤help查看Test类
Help on class Test in module __main__:

class Test(builtins.object)
 |  Data descriptors defined here:
 |
 |  __dict__
 |      dictionary for instance variables (if defined)
 |
 |  __weakref__
 |      list of weak references to the object (if defined)

In [14]: help(Test2)#⽤help查看Test2类
Help on class Test2 in module __main__:

class Test2(builtins.object)
 |  Data descriptors defined here:
 |
 |  __dict__
 |      dictionary for instance variables (if defined)
 |
 |  __weakref__
 |      list of weak references to the object (if defined)

4.使⽤type创建带有属性的类

type 接受⼀个字典来为类定义属性，因此

In [15]: Foo = type('Foo',(),{'bar':True})

可以翻译为：

In [16]: class Foo(object):
    ...:     bar = True

并且可以将Foo当成⼀个普通的类⼀样使⽤：

In [17]: print(Foo)
<class '__main__.Foo'>

In [18]: print(Foo.bar)
True

In [19]: f = Foo()

In [20]: print(f)
<__main__.Foo object at 0x000001C54F6511D0>

In [21]: print(f.bar)
True

当然，你可以向这个类继承，所以，如下的代码：

In [22]: class FooChild(Foo):
    ...:     pass

就可以写成：

In [23]: FooChild = type('FooChild',(Foo,),{})

In [24]: print(FooChild)
<class '__main__.FooChild'>

In [25]: print(FooChild.bar)
True

注意：

• type的第2个参数，元组中是⽗类的名字，⽽不是字符串 

• 添加的属性是类属性，并不是实例属性