day29

什么是元类
二、什么是元类

在python中一切皆对象，那么我们用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，即元类可以简称为类的类
class Foo: # Foo=元类()
pass
为什么用元类
元类是负责产生类的，所以我们学习元类或自定义类的目的：是为了控制类的产生过程，还可以控制对象的产生过程

内置函数exec
cmd='''
x=1
print('exec函数在此')
def func(self):
pass
'''
class_dic={}
exec(cmd,{},class_dic)
print(class_dic)
该内置方法的作用是把cmd字符串中的代码以键对值的形式放到字典中

class创建类
如果说类也是对象，那么用class关键字的去创建类的过程也是一个实例化的过程，该实例化的目的是为了得到一个类，调用的是元类
用class关键字创建一个类，用的默认的元类type，因此以前说不要用type作为类别判断
class People: # People=type(...)
country = 'China'

def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

def eat(self):
    print('%s is eating' % self.name)

print(type(People))
<class 'type'>
type实现
cmd='''
x=1
print('exec函数在此')
def func(self):
pass
'''
class_dic={}
exec(cmd,{},class_dic)
People=type('People',(object,),class_dic)
print(People__name__)
自定义元类
class yuan(type):
def init(self,name,bases,dic):
if name.startswith('sb'):
raise Exception('不能以sb开头')
print(name)
class sbPerson(object,metaclass=yuan):
def init(self,name,age):
self.name=name
self.age=age
def print_age(self):
print(self.age)

p=sbPerson('nick',19)
使用自定义的元类
class Mymeta(type): # 只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
def init(self, class_name, class_bases, class_dic):
print('self:', self) # 现在是People
print('class_name:', class_name)
print('class_bases:', class_bases)
print('class_dic:', class_dic)
super(Mymeta, self).init(class_name, class_bases,
class_dic) # 重用父类type的功能
分析用class自定义类的运行原理（而非元类的的运行原理）：
拿到一个字符串格式的类名class_name='People'
拿到一个类的基类们class_bases=(obejct,)
执行类体代码，拿到一个类的名称空间class_dic={...}
调用People=type(class_name,class_bases,class_dic)
class People(object, metaclass=Mymeta): # People=Mymeta(类名,基类们,类的名称空间)
country = 'China'

def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

def eat(self):
    print('%s is eating' % self.name)

self: <class 'main.People'>
class_name: People
class_bases: (<class 'object'>,)
class_dic: {'module': 'main', 'qualname': 'People', 'country': 'China', 'init': <function People.init at 0x10a0bcbf8>, 'eat': <function People.eat at 0x10a0bc2f0>}
自定义元类控制类的产生过程，类的产生过程其实就是元类的调用过程
我们可以控制类必须有文档，可以使用如下的方式实现
class Mymeta(type): # 只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
def init(self, class_name, class_bases, class_dic):
if class_dic.get('doc') is None or len(
class_dic.get('doc').strip()) == 0:
raise TypeError('类中必须有文档注释，并且文档注释不能为空')
if not class_name.istitle():
raise TypeError('类名首字母必须大写')
super(Mymeta, self).init(class_name, class_bases,
class_dic) # 重用父类的功能
try:

class People(object, metaclass=Mymeta
             ):  #People  = Mymeta('People',(object,),{....})
    #     """这是People类"""
    country = 'China'

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def eat(self):
        print('%s is eating' % self.name)

except Exception as e:
print(e)
类中必须有文档注释，并且文档注释不能为空
_ _ call _ _
要想让obj这个对象变成一个可调用的对象，需要在该对象的类中定义一个方法、、__call__方法，该方法会在调用对象时自动触发
class Foo:
def call(self, *args, **kwargs):
print(args)
print(kwargs)
print('__call__实现了，实例化对象可以加括号调用了')

obj = Foo()
obj('nick', age=18)
('nick',)
{'age': 18}
call__实现了，实例化对象可以加括号调用了
_ _ new _ _
我们之前说类实例化第一个调用的是__init，但__init__其实不是实例化一个类的时候第一个被调用 的方法。当使用 Persion(name, age) 这样的表达式来实例化一个类时，最先被调用的方法 其实是 new 方法。

__new__方法接受的参数虽然也是和__init__一样，但__init__是在类实例创建之后调用，而 __new__方法正是创建这个类实例的方法。

注意：new() 函数只能用于从object继承的新式类。

class A:
pass

class B(A):
def new(cls):
print("__new__方法被执行")
return cls.new(cls)

def __init__(self):
    print("__init__方法被执行")

b = B()
自定义元类控制的实例化
class Mymeta(type):
def call(self, *args, **kwargs):
print(self) # self是People
print(args) # args = ('nick',)
print(kwargs) # kwargs = {'age':18}
# return 123
# 1. 先造出一个People的空对象，申请内存空间
# __new__方法接受的参数虽然也是和__init__一样，但__init__是在类实例创建之后调用，而 new__方法正是创建这个类实例的方法。
obj = self.new(self) # 虽然和下面同样是People，但是People没有，找到的__new__是父类的
# 2. 为该对空对象初始化独有的属性
self.init(obj, *args, **kwargs)
# 3. 返回一个初始化好的对象
return obj
People = Mymeta()，People()则会触发__call
class People(object, metaclass=Mymeta):
country = 'China'

def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

def eat(self):
    print('%s is eating' % self.name)

在调用Mymeta的__call__的时候，首先会找自己（如下函数）的，自己的没有才会找父类的

def new(cls, *args, **kwargs):

# print(cls) # cls是People

# cls.new(cls) # 错误，无限死循环，自己找自己的，会无限递归

obj = super(People, cls).new(cls) # 使用父类的，则是去父类中找__new__

return obj

类的调用，即类实例化就是元类的调用过程，可以通过元类Mymeta的__call__方法控制
分析：调用Pepole的目的
先造出一个People的空对象
为该对空对象初始化独有的属性
返回一个初始化好的对象
obj = People('nick', age=18)
<class 'main.People'>
('nick',)
{'age': 18}
print(obj.dict)
{'name': 'nick', 'age': 18}
属性查找顺序
结合python继承的实现原理+元类重新看属性的查找应该是什么样子呢？？？

在学习完元类后，其实我们用class自定义的类也全都是对象（包括object类本身也是元类type的 一个实例，可以用type(object)查看），我们学习过继承的实现原理，如果把类当成对象去看，将下述继承应该说成是：对象OldboyTeacher继承对象Foo，对象Foo继承对象Bar，对象Bar继承对象object

class Mymeta(type): # 只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
n = 444

def __call__(self, *args,
             **kwargs):  #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
    obj = self.__new__(self)
    self.__init__(obj, *args, **kwargs)
    return obj

class Bar(object):
n = 333

class Foo(Bar):
n = 222

class OldboyTeacher(Foo, metaclass=Mymeta):
n = 111

school = 'oldboy'

def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

def say(self):
    print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' % self.name)

print(
OldboyTeacher.n
) # 自下而上依次注释各个类中的n=xxx，然后重新运行程序，发现n的查找顺序为OldboyTeacher->Foo->Bar->object->Mymeta->type
111
print(OldboyTeacher.n)
111
查找顺序：
先对象层：OldoyTeacher->Foo->Bar->object
然后元类层：Mymeta->type
依据上述总结，我们来分析下元类Mymeta中__call__里的self.__new__的查找

class Mymeta(type):
n = 444

def __call__(self, *args,
             **kwargs):  #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
    obj = self.__new__(self)
    print(self.__new__ is object.__new__)  #True

class Bar(object):
n = 333

# def __new__(cls, *args, **kwargs):
#     print('Bar.__new__')

class Foo(Bar):
n = 222

# def __new__(cls, *args, **kwargs):
#     print('Foo.__new__')

class OldboyTeacher(Foo, metaclass=Mymeta):
n = 111

school = 'oldboy'

def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

def say(self):
    print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' % self.name)

# def __new__(cls, *args, **kwargs):
#     print('OldboyTeacher.__new__')

OldboyTeacher('nick',
18) # 触发OldboyTeacher的类中的__call__方法的执行，进而执行self.new__开始查找
总结，Mymeta下的__call__里的self.new__在OldboyTeacher、Foo、Bar里都没有找到__new__的情况下，会去找object里的__new，而object下默认就有一个__new，所以即便是之前的类均未实现__new__,也一定会在object中找到一个，根本不会、也根本没必要再去找元类Mymeta->type中查找__new__