Python【知识点】元类
metaclass（元类）
在上一篇博文中，介绍了Python实现单例模式的几种方法，今天来讲讲其中的metaclass（元类）
类也是对象
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。
class MyClass(object): pass
上面的代码将在内存中创建一个对象，名字就是MyClass。这个对象（类）自身拥有创建对象（类实例）的能力，而这就是为什么它是一个类的原因。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) 你可以拷贝它
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
class MyClass(object): pass print(MyClass) # 你可以打印一个类，因为它其实也是一个对象 # <class '__main__.MyClass'> def echo(o): print(o) echo(MyClass) # 你可以将类做为参数传给函数 # <class '__main__.MyClass'> MyClass.new_attribute = 'foo' # 你可以为类增加属性 print(hasattr(MyClass,'new_attribute')) #True print(MyClass.new_attribute) #foo MyClassMirror=MyClass # 你可以将类赋值给一个变量 print(MyClassMirror()) # <__main__.MyClass object at 0x00000000028CDE10>
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 0x00000000021E5CF8>
但这还不够动态。
由于类也是对象，所以它们必须是通过什么东西来生成的才对。
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)) #<class 'int'> print(type('1')) #<class 'str'> print(type(MyClass)) #<class 'type'> print(type(MyClass())) #<class '__main__.MyClass'>
type也能动态的创建类。
type可以像这样工作：
type(类名, 父类的元组（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：
class MyShinyClass(object): pass
可以手动像这样创建：
MyShinyClass=type('MyShinyClass',(),{}) # 返回一个类对象 print(MyShinyClass) # <class '__main__.MyShinyClass'> print(MyShinyClass()) # 创建一个该类的实例 # <__main__.MyShinyClass object at 0x0000000002737D68>
type 接受一个字典来为类定义属性，因此：
class Foo(object): bar=True
可以翻译为：
Foo = type('Foo', (), {'bar':True})
并且可以将Foo当成一个普通的类一样使用：
class Foo(object): bar=True print(Foo) #<class '__main__.Foo'> print(Foo.bar) #True f=Foo() print(f) #<__main__.Foo object at 0x0000000001F7DE10> print(f.bar) #True
当然，你可以向这个类继承，所以，如下的代码：
class FooChild(Foo): pass
就可以写成：
class Foo(object): bar=True FooChild = type('FooChild', (Foo,),{}) print(FooChild) # <class '__main__.FooChild'> print(FooChild.bar) # bar属性是由Foo继承而来 # True
最终你会希望为你的类增加方法。只需要定义一个有着恰当签名的函数并将其作为属性赋值就可以了。
class Foo(object): bar=True def echo_bar(self): print(self.bar) FooChild = type('FooChild', (Foo,), {'echo_bar': echo_bar}) print(hasattr(Foo, 'echo_bar')) #False print(hasattr(FooChild, 'echo_bar')) #True my_foo = FooChild() my_foo.echo_bar() #True
你可以看到，在Python中，类也是对象，你可以动态的创建类。这就是当你使用关键字class时Python在幕后做的事情，而这就是通过元类来实现的。
到底什么是元类
元类就是用来创建类的“东西”。元类就是类的类。
函数type实际上是一个元类。type就是Python在背后用来创建所有类的元类。
type就是创建类对象的类。你可以通过检查__class__属性来看到这一点。
Python中所有的东西，注意，我是指所有的东西——都是对象。这包括整数、字符串、函数以及类。它们全部都是对象，而且它们都是从一个类创建而来。
age = 35 print(age.__class__) #<class 'int'> name = 'bob' print(name.__class__) #<class 'str'> def foo(): pass print(foo.__class__) #<class 'function'> class Bar(object): pass b = Bar() print(b.__class__) #<class '__main__.Bar'>
现在，对于任何一个__class__的__class__属性又是什么呢？
print(age.__class__.__class__) #<class 'type'> print(name.__class__.__class__) #<class 'type'> print(foo.__class__.__class__) #<class 'type'> print(b.__class__.__class__) #<class 'type'>
因此，元类就是创建类这种对象的东西。
type就是Python的内建元类，当然了，你也可以创建自己的元类。
__metaclass__属性
你可以在写一个类的时候为其添加__metaclass__属性。
class Foo(object): __metaclass__ = something...
如果你这么做了，Python就会用元类来创建类Foo。小心点，这里面有些技巧。你首先写下class Foo(object)，但是类对象Foo还没有在内存中创建。Python会在类的定义中寻找__metaclass__属性，如果找到了，Python就会用它来创建类Foo，如果没有找到，就会用内建的type来创建这个类。
当你写如下代码时 :
class Foo(Bar): pass
Python做了如下的操作：
Foo中有__metaclass__这个属性吗？如果是，Python会在内存中通过__metaclass__创建一个名字为Foo的类对象（我说的是类对象，请紧跟我的思路）。如果Python没有找到__metaclass__，它会继续在Bar（父类）中寻找__metaclass__属性，并尝试做和前面同样的操作。如果Python在任何父类中都找不到__metaclass__，它就会在模块层次中去寻找__metaclass__，并尝试做同样的操作。如果还是找不到__metaclass__,Python就会用内置的type来创建这个类对象。
参考博文：http://blog.jobbole.com/21351/
