魔法方法与元类

目录

• 面向对象的魔法方法
  • 魔法方法笔试题
• 元类简介
• 创建类的两种方式
• 元类定制类的产生行为
• 元类定制对象的产生行为
• 魔法方法之算个下new
• 元类全流程

面向对象的魔法方法

魔法方法:类中定义的双下方法都称为魔法方法 	
不需要人为调用 在特定的条件下回自动触发运行	
eg:__init__创建空对象之后自动触发给对象添加独有的数据
    
1.__init__
 	对象添加独有数据的时候自动触发
2.___str__
	对象被执行打印操作的时候自动触发
3.__call__
	对象加括号调用的时候自动触发
4.__getattr__
	对象点不存在的名字的时候自动触发
5.__getattribute__
	对象点名字就会自动触发 有它的存在就不会执行上面的__getattr__
6.__setattr__
	给对象添加或者修改数据的时候自动触发  对象.名字 = 值
7.__enter__
	当对象被当做with上下文管理操作的开始自动触发 并且该方法返回什么 as后面的变量名就会接收到什么
8.__exit__
	with上下文管理语法运行完毕之后自动触发(子代码结束)

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def __str__(self):
        """打印对象则会自动触发"""
        # return 'aaa'
        # return '1231'  # 必须返回字符串类型数据
 
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        """对象加括号则会触发调用"""
        # print(args, kwargs)  # (123, 456) {'name': 1234}
        return self
 
    def __getattr__(self, item):
        """对象点名字不存在，则会触发"""
        # print(item)
        # return self  # 返回对象
 
        # def __getattribute__(self, item):
        """无论对象点名字是否存在，都会自动触发，一般不建议使用，建议使用上面的"""
        # print(item)
        # return self  # 返回对象
 
        # def __setattr__(self, key, value):
        """给对象添加或修改对象数据，对象.name = 数据值 会自动触发"""
        # self.key = value
        # print(key,value)
        # return
 
    def __enter__(self):
        """当对象被当作上下文管理操作的开始自动触发 并且该方法返回什么 as 后面变量名就会接收到什么"""
        return self
 
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        """with上下文管理语法运行完毕之后自动触发(子代码结束)"""
        pass
 
 
obj = Student('张三', 18)
# print(obj.name)
# print(obj)  # aaa
# print(obj(123, 456, name=1234))  # 1234
# print(obj.aaa)  # 这里相当于又打印了
# obj.aaa = '123'
with obj as f:
    print(f.age)

魔法方法笔试题

1.补全下列代码使得运行不报错即可
    class Context:
        pass
    with Context() as f:
        f.do_something()
 
class Context:
    def do_something(self):
        pass
    def __enter__(self):
        return self
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        pass
with Context() as f:
    f.do_something()
 
    
2.自定义字典类型并让字典能够通过句点符的方式操作键值对
	class MyDict(dict):
        def __setattr__(self, key, value):
            self[key] = value
 
        def __getattr__(self, item):
            return self.get(item)
    obj = MyDict()
    obj.name = 'jason'
    obj.pwd = 18
    obj.hobby = 'read'
    # print(obj)
    print(obj.name)
    print(obj.pwd)
    print(obj.hobby)
    # print(obj)
    # print(obj)  # 字典存储的数据  {}
    # print(obj.__dict__)  # 字典对象名称空间  {'name': 'jaso
    print(type(obj))

元类简介

"""推导步骤1:如何查看数据的数据类型"""
# s1 = 'hello world'  # str()
# l1 = [11, 22, 33, 44]  # list()
# d1 = {'name': 'jason', 'pwd': 123}  # dict()
# t1 = (11, 22, 33, 44)  # tuple()
# print(type(s1))  # <class 'str'>
# print(type(l1))  # <class 'list'>
# print(type(d1))  # <class 'dict'>
# print(type(t1))  # <class 'tuple'>
"""推导步骤2:其实type方法是用来查看产生对象的类名"""
# class Student:
#     pass
# obj = Student()
# print(type(obj))  # <class '__main__.Student'>
"""推导步骤3:python中一切皆对象 我们好奇type查看类名显示的是什么"""
class Student:
    pass
obj = Student()
print(type(obj))  # <class '__main__.Student'>
print(type(Student))  # <class 'type'>
class A:pass
class B:pass
print(type(A), type(B))
"""结论:我们定义的类其实都是由type类产生的>>>:元类(产生类的类)"""
print(type(type))  # <class 'type'>
 

创建类的两种方式

# 第一种关键字
 
class Student:
    pass
 
 
print(Student)
 
# 第二种 元类创建
 
cls = type('Student', (object,), {})  # 第一个参数为类的名字 第二个是要继承的父类 第三个是类的名称空间
print(cls)
"""
了解知识：名称空间的产生
1.手动填写键值对
	针对绑定方法不好定义
2.内置方法exec
	能够运行字符串类型的代码并产生名称空间
 
"""

元类定制类的产生行为

"""
推导
	对象是由类名加括产生的  调用类init方法
	类是由元类加括号产生的  调用元类种init方法
 
"""
# 自定义元类：继承type的类也称之为元类
class MyClass(type):  
 
    def __init__(self, what: str, bases=None, dict=None):
        if not what.istitle():
            raise TypeError("不是以大写之母开头")
 
        super().__init__(what, bases, dict)
 
# 指定类的元类：利用关键字metaclass指定类的元类
class A(metaclass=MyClass):  # 类名加括号触发产生这个类(元类)的双下init方法
    pass
 
obj = A()  # 正常创建
 
class aA(metaclass=MyClass):  # 类名加括号触发产生这个类的类里的双下init方法
    pass
 
obj = aA()  # TypeError: 不是以大写之母开头报错

元类定制对象的产生行为

"""
推导
	对象加括号会执行产生该类里面的  __call__方法
	类加括号会执行产生该类的元类里面的  __call__方法
 
"""
"""给对象添加独有数据的时候 必须采用关键字参数传参"""
 
class MyMetaClass(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 1.产生一个空对象(骨架)
        # 2.调用__init__给对象添加独有的数据(血肉)
        # 3.返回创建好的对象
        # print(args)  # ('jason', 18, 'male')
        # print(kwargs)  # {}
        if args:
            raise TypeError("你怎么回事 Jason要求对象的独有数据必须按照关键字参数传参 我看你是不想干了！！！")
        return super().__call__(*args, **kwargs)
 
 
class Student(metaclass=MyMetaClass):
    def __init__(self, name, age, gender):
        # print('__init__')
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender
 
 
# obj = Student('jason', 18, 'male')
obj = Student(name='jason',age= 18,gender= 'male')
print(obj.__dict__)

魔法方法之算个下new

class MyMetaClass(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 1.产生一个空对象(骨架)
        obj = self.__new__(self)
        # 2.调用__init__给对象添加独有的数据(血肉)
        self.__init__(obj,*args, **kwargs)
        # 3.返回创建好的对象
        return obj
 
 
class Student(metaclass=MyMetaClass):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
obj = Student('jason')
print(obj.name)
"""
__new__可以产生空对象
"""

设计模式

1.设计模式
	前人通过大量的验证创建出来解决一些问题的固定高效方法
2.IT行业
	23种
    	创建型：5种
        结构型：7种
        行为型：11种
3.单例模式
	类加括号无论执行多少次永远只会产生一个对象
    目的：
    	当类中有很多非常强大的方法 我们在程序很多地方都需要使用
        如果不做单例 会产生很多无用的对象浪费存储空间
        我们想着使用单例模式 整个整型就用一个对象则可以节省大量内存空间  

元类全流程

"""
    Author:clever-cat
    time  :2022/11/8-18:05
"""
 
 
class MyClass(type):
    # 第二步 这个方法在没有双下new他来接管如果有，则这个当作辅助的东西,不管加不加括号都会执行,这个方法
    def __init__(self, *args, **kwargs):  # 只是执行一下，要不要无所谓  # 跟实例化后的obj()有没有括号也没有关系
        print('init')
        pass
 
    """下面的在有双下new的时候有没有都无所谓"""
 
    #     print('from MyClass __init__')
    #     print(args,kwargs)
    #     print(id(self), self, 'from MyClass __init__调用之前', type(self), self.__dict__)
    #     res = super().__init__(*args, **kwargs)  # 调用的是type这个元类的init，创建这个类
    #     print(id(self), self, "from MyClass __init__调用之后", type(self), self.__dict__)
 
    def __call__(cls, *args, **kwargs):  # 第三步 把数据绑定给类
        print("from MyClass __call__")
        print(cls.__dict__, 'bbbbbbbb')
        res = super().__call__(*args, **kwargs)  # 第6步 接收到下面传来的值，把这值赋值给res
        print(id(res), "from MyClass __call__", type(res), res.__dict__)
        return res  # 在由 这个是把绑定好数据的对象返回给obj
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):  # 第一步 创建T1这个类  相当于有了双下new这个这个方法init就可以不需要了
        # print(args, kwargs)
        if not args[0].istitle():  # 可以直接在这里加限制，init相当于辅助可有可无
            raise NameError('名字必须大写')
        """用元类type里面的双下new方法创建类"""
        res = super().__new__(cls, *args, **kwargs)  # 用元类创建这个类对象，里面有类的名称空间，与这个类的继承,还有类种的方法与属性
        print(id(res), res, type(res), res.__dict__, res.mro())
		# 会自动执行init
        return res  # 用元类创建这个类对象，里面有类的名称空间，与这个类的继承,还有类种的方法与属性 
 
 
class B:
    pass
 
 
class T1(B, metaclass=MyClass):
    def __init__(self, name):  # 第五步 绑定数据给对象 然后返回给了 元类里面的super().__call__这个调用
        print(id(self))
        self.name = name
        print("from T1 __init__", self.__dict__)
 
    def __call__(self, *args, **kwargs):  # 第9步，对象名加括号自动触发了这个，然后执行
        print(args, kwargs)
        print("from T1 __call__")
        return self
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):  # 第四步 进入到里面 创建类的实例化的对象也就是obj
        print("from T1 __new__")
        """用object类创建对象"""
        res = super().__new__(cls)  # 由object类创建对象
        print(id(res), "from T1 __new__", res.__dict__)
		# 会自动执行init
        return res 
 
 
cls = T1
obj1 = cls('张三')  # 第7步接收
 
 
print(id(cls), 'T1这个类', cls, obj1)
obj1(1312,1231,'123123',namea='1231')  # 第8步 对象名加括号可以传值
 
 
 
 
 
 
 
 
 
# print(id(MyClass),'MyClass这个元类')
# print(obj1.name)
# print(obj1(121,456))
# print(id(obj1),'obj这个对象')
 
# obj = T1(name='张')
# print(id(T1), 'main T1')
# print(id(obj), 'main obj')
# print(T1.mro())
# print(obj().name)