PythonI/O进阶学习笔记_7.python动态属性，__new__和__init__和元类编程（下）
content：
上：
1.property动态属性
2.__getattr__和__setattr__的区别和在属性查找中的作用
3.属性描述符 和属性查找过程
4.__new__和__init__的区别
下：
5.什么是元类和自定义元类
6.用元类实现orm
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五.什么是元类和自定义元类
1.什么是元类
在理解元类的时候，需要具备对python中类和实例的创建的概念有所了解，需要复习该系列的3中的类和对象那一章。了解类的创建、实例的创建、type和父类的继承顺序等。
在类的相关章节中也提到了,元类就是类的类。也就是元类就是负责创建类的一种东西。可以理解为,元类就是负责生成类的。而 type 就是内建的元类。也就是 Python 自带的元类。
2.如何自定义使用元类
a.模拟python中动态创建类
既然我们知道python中一切皆对象，类也是，所以类也是可以被创建的，那么我们自己是新一个传入类名，并且动态生成类的方法：
传入类名，在create_class中返回同名字的类名。
b.用type来更加灵活的创建类
但是实际上在a中创建类还是比较蠢的。要在方法中去一个个判断名字。
- 用type来动态创建类：
直接输入类名，就可以返回一个类。后面的参数要求：必须传递第一个参数，为类。并且传递进去的函数不加括号，为直接的函数对象。
这样的类就像是class User: pass 没有自定义的属性和方法。
- 创建传递类的属性和方法：
创建类的属性：
传递类的方法：先创建一个函数，函数必须传递一个参数，为类。并且传递进去的函数不加括号，为直接的函数对象。
- 继承父类
注意父类传递的那个参数类型为tuple。而且要加逗号，否则报错。
3.metaclass
a.使用元类
这个metaclass可以控制User2的形成。那么为什么可以控制类的形成呢？
metaclass相关博客： https://www.cnblogs.com/xybaby/p/7927407.html
b.元类的创建顺序
创建类的时候，会去找metaclass这个属性。最后都找不到metaclass的时候，才会调用type去创建类。
c.什么时候用元类
将创建user的new过程，托给元类。而不需要自己来做。
六. 实现简易django的orm
1.想要实现的效果
什么是orm？
即Object-Relationl Mapping，它的作用是在关系型数据库和对象之间作一个映射，这样，我们在具体的操作数据库的时候，就不需要再去和复杂的SQL语句打交道，只要像平时操作对象一样操作它就可以了 。
具体的orm和django这种web框架的orm的设计自行查找资料哦~
我们想要实现类似于django中建立表对应的类的方法：
所以需要实现的有：
CharField类 IntField类 并且能实现save来insert。能把User类中定义的属性进行对应，Meta里的属性能被特定处理。
2.整个实现步骤
a.首先 IntField需要进行初始化、实现对参数进行检查。让InterField称为int属性描述符。同理，Charfield也是。
class InterField: def __init__(self,value,min_length=None,max_length=None): self._value=value self._min_value=min_length self._max_value=max_length if self._min_value is not None: if not isinstance(self._min_value,numbers.Integral): raise ValueError("Value Must be Intergral") elif self._min_value < 0: raise ValueError("Value Must large than 0") if self._max_value is not None: if not isinstance(self._max_value,numbers.Integral): raise ValueError("Value must be Intergral") elif self._max_value <0 : raise ValueError("Value must large than 0") if self.max_length < min_length: raise ValueError("Max must large than min ") def __get__(self, instance, owner): return self._value def __set__(self, instance, value): if not isinstance(value,numbers.Integral): raise ValueError("Not intergral") self._value=value
class CharField: def __init__(self,db_column,value,max_length=None): self._value=value self.db_column=db_column self._max_length=max_length if not max_length: raise ValueError("You must special the charfield length") def __get__(self, instance, owner): return self._value def __set__(self, instance, value): self._value=value if len(value) > self._max_length: raise ValueError("Value's length must less than max length")
b.定义元类来设置特定的属性和方法
重点是，创建一个元类，来指定创建User的时候需要设定的很多属性，例如meta和save。在User类中是没有说明这些属性如何去设定、限制和用法的。
而我们需要在创建User的时候，注册进很多自己的属性到User里来。
比如django中，生成一个django中的表的时候，meta默认有很多属性是被设定了的，才会有我们建立一个表的类，只要设定key，value，django就自动帮忙把对应的属性和功能创建好了。
django中的大致设定：
class ModelBase(type): """Metaclass for all models.""" def __new__(cls, name, bases, attrs, **kwargs): super_new = super().__new__ # Also ensure initialization is only performed for subclasses of Model # (excluding Model class itself). parents = [b for b in bases if isinstance(b, ModelBase)] if not parents: return super_new(cls, name, bases, attrs) # Create the class. module = attrs.pop('__module__') new_attrs = {'__module__': module} classcell = attrs.pop('__classcell__', None) if classcell is not None: new_attrs['__classcell__'] = classcell attr_meta = attrs.pop('Meta', None) # Pass all attrs without a (Django-specific) contribute_to_class() # method to type.__new__() so that they're properly initialized # (i.e. __set_name__()). contributable_attrs = {} for obj_name, obj in list(attrs.items()): if _has_contribute_to_class(obj): contributable_attrs[obj_name] = obj else: new_attrs[obj_name] = obj new_class = super_new(cls, name, bases, new_attrs, **kwargs) abstract = getattr(attr_meta, 'abstract', False) meta = attr_meta or getattr(new_class, 'Meta', None) base_meta = getattr(new_class, '_meta', None) app_label = None # Look for an application configuration to attach the model to. app_config = apps.get_containing_app_config(module) if getattr(meta, 'app_label', None) is None: if app_config is None: if not abstract: raise RuntimeError( "Model class %s.%s doesn't declare an explicit " "app_label and isn't in an application in " "INSTALLED_APPS." % (module, name) ) else: app_label = app_config.label ......
我们模拟User直接设置它的元类为 modelMetaClass。并且再元类中实现__new__来对传进去的参数做处理。
首先用元类的__new__来打印传递到__new__中的参数。
可以看见args的列传进去的基本就是name（类名）、bases、attrs（属性dict）。将参数用这三个变量代替。与django中设置的变量一致。
对传递进去的attrs进行操作，如果是在User内定义的charfield、interfield这种类型的字段，直接用__new__生成对应的key、value。
但是对User类中定义的meta这类属性，对里面的一些属性的定义就需要做对应的处理。
又因为我们想把InterField、CharField这种属性描述符作为key，value存储，meta属性里的一些字段做特定处理，所以我们让各种属性描述符类继承同一个Field来判断是否都是Field类来做统一key value处理。
在User继承了改动过的元类之后。再User类中定义init，就能再pycharm中看到User中的变量。
class Field: pass class ModelMetaClass(type): def __new__(cls, name, bases, attrs, **kwargs): fields=dict() for key,value in attrs.items(): if isinstance(value,Field): fields[key]=value attrs_meta=attrs.get("Meta",None) _meta={} db_table=name.lower() if attrs_meta is not None: table=getattr(attrs_meta,"db_table",None) if table is not None: db_table=table attrs["db_table"]=db_table attrs["_meta"]=attrs_meta attrs["fields"]=fields del fields["Meta"] return super().__new__(cls,name, bases, attrs,**kwargs)
debug之后的效果：
c.定义User类的父类
但是在我们实际应用的时候，不可能每个User去定义__init__函数，save函数这样，所以我们就用一个modle父类，让User这些类来继承。
需要注意的是：
如果定义一个父类BaseModel，需要在BaseModel继承的元类中判断如果传进来的name是BaseModel，就直接__new__就可以了。因为在BaseModel中，是没有定义fields这些东西的。
并且在父类中，定义好save方法。
最后完整的代码为：
import numbers class Field: pass class InterField(Field): def __init__(self,db_column=None,min_value=None,max_value=None): self._min_value=min_value self._max_value=max_value self.db_column=db_column if self._min_value is not None: if not isinstance(self._min_value,numbers.Integral): raise ValueError("Value Must be Intergral") elif self._min_value < 0: raise ValueError("Value Must large than 0") if self._max_value is not None: if not isinstance(self._max_value,numbers.Integral): raise ValueError("Value must be Intergral") elif self._max_value <0 : raise ValueError("Value must large than 0") if max_value < min_value: raise ValueError("Max must large than min ") def __get__(self, instance, owner): return self._value def __set__(self, instance, value): if not isinstance(value,numbers.Integral): raise ValueError("Not intergral") self._value=value class CharField(Field): def __init__(self,db_column=None,max_length=None): self.db_column=db_column self._max_length=max_length if not max_length: raise ValueError("You must special the charfield length") def __get__(self, instance, owner): return self._value def __set__(self, instance, value): self._value=value if len(value) > self._max_length: raise ValueError("Value's length must less than max length") class ModelMetaClass(type): def __new__(cls, name, bases, attrs, **kwargs): if name=="BaseModel": super().__new__(cls,name,bases,attrs,**kwargs) fields=dict() for key,value in attrs.items(): if isinstance(value,Field): fields[key]=value attrs_meta=attrs.get("Meta",None) _meta={} db_table=name.lower() if attrs_meta is not None: table=getattr(attrs_meta,"db_table",None) if table is not None: db_table=table attrs["db_table"]=db_table attrs["_meta"]=attrs_meta attrs["fields"]=fields if attrs_meta: del attrs["Meta"] return super().__new__(cls,name, bases, attrs,**kwargs) class ModelBase(metaclass=ModelMetaClass): def __init__(self,*args,**kwargs): for key,value in kwargs.items(): setattr(self,key,value) return super().__init__() def save(self): fields=[] values=[] for key,value in self.fields.items(): db_column=value.db_column if db_column is None: db_column=key.lower() fields.append(db_column) value=getattr(self,key) values.append(str(value)) sql = "insert {db_table}({fields}) value({values})".format(db_table=self._meta.db_table,fields=",".join(fields),values=",".join(values)) pass class User(ModelBase): name=CharField(max_length=10) age=InterField(min_value=0,max_value=100) class Meta: db_table="user" def _test(self): print("_test:",self.age) if __name__=="__main__": user=User() user.name="bobby" user.age=23 user._test() user.save()
