Python之路(第二十八篇) 面向对象进阶：类的装饰器、元类
类作为一个对象，也可以被装饰。
例子
def wrap(obj):
print("装饰器-----")
obj.x = 1
obj.y = 3
obj.z = 5
return obj
@wrap #将Foo类作为一个参数传入装饰器函数wrap，返回同时返回该对象，把新对象重新命名为Foo
#即 Foo = wrap(Foo)
class Foo:
pass
#执行结果：
#装饰器-----
print(Foo.__dict__) #输出结果可以看到，新的Foo类新增了x,y,z属性
函数可以作为一个对象，也有__dict__方法
def wrap(obj):
print("装饰器-----")
obj.x = 1
obj.y = 3
obj.z = 5
return obj
@wrap #test = wrap(test)
def test():
print("test-----")
test.x = 10 #test的x属性被重新赋值
print(test.__dict__) #输出结果可以看到，test作为一个函数也有__dict__方法，
# 新的test函数新增了x,y,z属性
类的装饰器应用
例子
class Type:
def __init__(self,key,except_type): #People对象的key,和期望的数据类型
self.key = key
self.except_type = except_type
def __get__(self, instance, owner):
return isinstance.__dict__[self.key]
def __set__(self, instance, value):
print("instance---",instance)
if not isinstance(value,self.except_type):
print("您输入的类型不是%s"%self.except_type)
raise TypeError
instance.__dict__[self.key] = value
def __delete__(self, instance):
isinstance.__dict__.pop(self.key)
def deco(**kwargs):
def wrapper(obj): #类的装饰器
for key,val in kwargs.items():
setattr(obj,key,Type(key,val)) #设置people类对象的每个参数的描述符
return obj
return wrapper
@deco(name=str,age=int)
class People:
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
p = People("nick",18)
print(p.__dict__)
二、自定义property
装饰器也可以是一个类，在自定义property中要使用一个类作为装饰器
例子
class LazyProperty:
def __init__(self, func):
self.func = func
def __get__(self, instance, owner):
print("执行__get__")
if not instance: # 如果是用原类.属性来调用，，这时instance（对象）值为None,直接返回描述符对象
return self
res = self.func(instance) # 执行传入的函数属性，并把原对象作为参数传入
return res
class Room:
def __init__(self, name, length, width):
self.name = name
self.length = length
self.width = width
@LazyProperty # 这里相当于执行了area = LazyProperty(area)，这里的azyProperty(area)其实是非数据描述符，
# 新的area已经是经过类LazyProperty装饰过的函数地址
def area(self):
return self.length * self.width
r = Room("nick", 18, 10)
print(r.area) # 执行对象的方法，先在对象的属性字典里寻找，没有则在非数据描述符里寻找，找到非数据描述符里的__get__方法。
实现延迟计算功能，即实现计算一次再次调用不再进行计算
class LazyProperty:
def __init__(self, func):
self.func = func
def __get__(self, instance, owner):
print("执行__get__")
if not instance: # 如果是用原类.属性来调用，，这时instance（对象）值为None,直接返回描述符对象
return self
value = self.func(instance) # 执行传入的函数属性，并把原对象作为参数传入
setattr(instance,self.func.__name__,value) #将每次调用的函数属性名字和值存入对象的__dict__，
# self.func.__name__是获取被调用函数属性的名字
return value
class Room:
def __init__(self, name, length, width):
self.name = name
self.length = length
self.width = width
@LazyProperty # 这里相当于执行了area = LazyProperty(area)，这里的azyProperty(area)其实是非数据描述符，
# 新的area已经是经过类LazyProperty装饰过的函数地址
def area(self):
return self.length * self.width
r = Room("nick", 18, 10)
print(r.__dict__)
print(r.area) # 执行对象的方法，先在对象的属性字典里寻找，没有则在非数据描述符里寻找，找到非数据描述符里的__get__方法。
print(r.__dict__)
三、property补充
一个静态属性property本质就是实现了get，set，delete三种方法
用语法糖可以实现property的类似属性的设置和删除，与一般的属性设置删除没有区别
class People:
def __init__(self):
self.study = "8h"
@property
def study(self):
print("获取study，执行描述符的__get__方法")
return self.val
# return self.study #无线递归
@study.setter
def study(self,value):
print("执行__set__方法")
self.val = value
@study.deleter
def study(self):
print("执行__delete__方法")
del self.val
p = People()
print(p.study) #获取对象的study属性 ，self.study实际上是存在self.val里
p.study = "10h" #执行property描述符的__set__方法,设置对象的属性，
print(p.__dict__)
del p.study #执行property描述符的__delete_方法，删除对象的属性
print(p.__dict__)
四、元类
exec()函数
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，默认就是用全局 globals()
参数三：局部作用域（字典形式），如果不指定，默认就是用局部 locals()
exec会在指定的局部作用域内执行字符串内的代码，除非明确地使用global关键字
例子
g = {"x":1,"y":2}
l = {"a":100}
exec("""
global x,y
x = 10
y = 100
z = 100
""",g,l) # exec 当成一个函数的执行，需要指定全局作用域和局部作用域
print(g) #在输出结果中可以看到x,y的值发生了变化
print(l) #新增加的作为局部作用域的属性
定义类的两种方式
（1）用class关键字定义类
定义类的方式一：用class关键字定义
class People:
country = "china"
def __init__(self,name):
self.name = name
def talk(self):
print("在说话")
（2）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
a 类名
b 类的父类
c 类体
class_name = "People" #设置类名
class_bases = (object,) #设置类的父类
class_body = """
country = "china"
def __init__(self,name):
self.name = name
def talk(self):
print("在说话")
"""
class_dic = {}
exec(class_body,globals(),class_dic) #这样执行一下得到类的名称空间(属性字典)
print(class_dic)
People2 = type(class_name,class_bases,class_dic) #用元类创建了类
什么是元类？
在python中，一切皆对象，一般的类也是一个类的对象，即这种起源、开始的类就称作元类。
用class关键字定义的类本身也是一个对象，负责产生该对象的类称之为元类（元类可以简称为类的类），内置的元类为type。
元类的参数
元类实例化创建一般的类有三个参数
1、类名class_name="xxx"
2、基类们class_bases=(object,),要继承的父类名，用元组
3、类的名称空间class_dic，类的名称空间是执行类体代码而得到的，就是类的属性字典
调用type时会依次传入以上三个参数
例子
class Foo: #一般的用class 关键字创建的类
pass
f = Foo()
print(Foo)
print(Foo.__dict__)
t = type("FFo",(object,),{}) #由元类创造出来的一般类
print(t)
print(t.__dict__)
输出结果
<class '__main__.Foo'>
{'__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Foo' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Foo' objects>, '__doc__': None}
<class '__main__.FFo'>
{'__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'FFo' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'FFo' objects>, '__doc__': None}
元类创建类也可以添加属性和方法
例子2
class Foo:
x = 1
def __init__(self,name):
self.name = name
f = Foo("nick")
print(Foo)
print(Foo.__dict__)
def __init(self,name):
self.name = name
t = type("FFo",(object,),{"__init__":__init,"x":1}) #可以直接在属性字典里为创建的类添加属性和方法
print(t)
print(t.__dict__)
t=T("nick")
print(t.__dict__)
输出结果
<class '__main__.Foo'>
{'__module__': '__main__', 'x': 1, '__init__': <function Foo.__init__ at 0x00665DB0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Foo' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Foo' objects>, '__doc__': None}
<class '__main__.FFo'>
{'__init__': <function __init at 0x00665DF8>, 'x': 1, '__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'FFo' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'FFo' objects>, '__doc__': None}
{'name': 'nick'}
自定义元类
一个类没有声明自己的元类，默认它的元类就是type，除了使用元类type，用户也可以通过继承type来自定义元类
例子1
class MyType(type):
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
print("类名",class_name)
print("基类",class_bases)
print("类字典",class_dic)
super().__init__(class_name,class_bases,class_dic)
class People(object,metaclass=MyType): #这里metaclass = MyType就执行MyType("People",(ovject,),{}),
# 然后自动实例化调用MyType的__init__方法
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def talk(self):
print("在说话。。。")
p = People("nick",18)
print(p.__dict__)
输出结果
类名 People
基类 (<class 'object'>,)
类字典 {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'People', '__init__': <function People.__init__ at 0x00625DF8>, 'talk': <function People.talk at 0x00625DB0>}
{'name': 'nick', 'age': 18}
自定义元类控制类的创建
例子1
对新建的类名的要求
class MyMeta(type):
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
if not class_name.istitle(): #判断产生的类的首字母是不是大写
raise TypeError("类的首字母不是大写")
super().__init__(class_name,class_bases,class_dic)
class people(metaclass=MyMeta): #程序运行到这里会直接报错
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def talk(self):
print("在说话")
例子2
要求新建的类必须要有注释
class MyMeta(type):
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
print(class_dic["__doc__"],bool(class_dic["__doc__"]))
if not class_dic["__doc__"].strip() or "__doc__" not in class_dic : #判断新建类没有注释或者注释是空的
raise TypeError("新建类没有注释")
super().__init__(class_name,class_bases,class_dic)
class people(metaclass=MyMeta): #程序运行到这里会直接报错
"""
"""
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def talk(self):
print("在说话")
自定义元类控制类的实例化过程
自定义元类创建的类的对象实例化过程
例子
class MyType(type):
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
print("类名",class_name)
print("基类",class_bases)
print("类字典",class_dic)
super().__init__(class_name,class_bases,class_dic)
def __call__(self, *args, **kwargs):
print("self----",self)
obj = object.__new__(self) #创建一个新的对象，这里就是创建People类的对象，一个实例化的过程
self.__init__(obj,*args,**kwargs) #执行对象的__init__方法，给对象属性字典加属性，这里的self是People类
return obj
class People(object,metaclass=MyType): #这里metaclass = MyType就执行MyType("People",(ovject,),{}),
# 然后自动实例化调用MyType的__init__方法，生成一个people类
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def talk(self):
print("在说话。。。")
print("实例化之前")
p = People("nick",18) #这里触发了__call__方法，自己的类里没有call方法就找元类，执行元类的call方法
#执行call方法之后得到新的对象赋值给p，
print(p.__dict__)
print(p.name)
- 创建类时，先执行type的__init__。
- 类的实例化时，执行type的__call__，__call__方法的的返回值就是实例化的对象。
__call__内部调用：
- 类.__new__，创建对象
- 类.__init__，对象的初始化
单例模式
单例：即单个实例，指的是同一个类实例化多次的结果指向同一个对象，用于节省内存空间
单例模式主要是优化内存，无论你实例化多少次，始终用同一个对象
例子1
如果我们从配置文件中读取配置来进行实例化，在配置相同的情况下，就没必要重复产生对象浪费内存了
创建单例模式的方式1
#用类实现单例模式
class MySQL():
__instance = None #先定义一个空
def __init__(self):
self.host = "127.0.0.1"
self.port = "8090"
@classmethod
def singleton(cls):
if not cls.__instance: #如果之前没有实例则第一次创建一个实例对象，之后如果有实例则直接返回该实例对象
obj = cls()
cls.__instance = obj #将第一次创建的对象赋值给类属性，方便下次调用
return cls.__instance
obj1 = MySQL.singleton() #创建新的对象
obj2 = MySQL.singleton()
print(obj1 is obj2)
创建单例模式的方式2，用元类创建单例模式
#第二种方式，用元类实现单例模式
class Mymeta(type):
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
super().__init__(class_name,class_bases,class_dic)
self.__instance = None #这里的self是根据这个元类创建的类，也可以把这个创建的类暂时理解为类的对象
def __call__(self, *args, **kwargs):
if not self.__instance:
obj = object.__new__(self) #用__new__方法创建类的对象
self.__init__(obj,*args, **kwargs) #运行类的__init__方法，为新建对象的属性字典赋值
self.__instance = obj #第一次创建对象时将类（self）的属性重新赋值为刚创建的obj
return self.__instance
class Mysql(metaclass=Mymeta):
def __init__(self):
self.host = "127.0.0.1"
self.port = 8090
obj3 = Mysql() # 创建类的对象，调用元类的__call__方法
obj4 = Mysql()
print(obj3 is obj4)
posted on 2018-08-26 17:37 Nicholas-- 阅读(605) 评论(0) 编辑 收藏 举报
