python的元类

类是用来生成实例的模板，而元类则是用来生成类的模板。

在 Python（以及其它语言）中，类本身就是可以被传递和自省的对象。正如前面所讲到的，既然可以用类作为模板来生成对象，那么用什么 作为模板来生成类呢？答案当然是 元类（metaclass）。

python 2.2+以后提供了一个称为type的特殊类，它是一个类工厂。

使用type创建新类：

>>> X = type('X', (), {'foo': lambda self: 'foo'})
>>> X, X().foo()
(<class '__main__.X'>, 'foo')

X就是type创建的类。

可以用来使用type的子类，来创建新类：

class ChattType(type):
    def __new__(cls, name, bases, dct):　　　　# __new__函数创建类
        # 在__new__方法里，cls是ChattType类本身
        # name是类的名称，字符串
        # bases是类的基类，一个tuple
        # dct是附件到类上的属性和方法，是一个字典
        
        print "Allocating memory for class", name
        print "cls is: ", cls
        print "name is: ", name
        print "bases is: ", bases
        print "dct is: ", dct
        print
        return type.__new__(cls, name, bases, dct)　　# 创建类
    
    def __init__(cls, name, bases, dct):　　　　# __init__函数初始化类
        # 在__init__方法里，cls是已经创建好的类
        # name, bases, dct属性和__new__方法相同
    
        print "Initing class", name
        print "cls is: ", cls
        print "name is: ", name
        print "bases is: ", bases
        print "dct is: ", dct
        print
        super(ChattType, cls).__init__(name, bases, dct)

    def some_func(cls):
        print "cls is: ", cls
        print
        # 在这里，cls是已经生成好的类
        # 将类方法附件到生成的类上
        return "i am some_func in metaclass."

X = ChattType('X', (), {'foo': lambda self: 'foo'})

# 创建好的X类
print X
print

# 类X的some_func方法
print X.some_func()
print

# 类X的实例的foo方法
print X().foo()
print

# 调用类X的实例的some_func方法会报错!!!
print X().some_func()

下面是运行结果：

Allocating memory for class X
cls is:  <class '__main__.ChattType'>
name is:  X
bases is:  ()
dct is:  {'foo': <function <lambda> at 0x7f4f54b96668>}

Initing class X
cls is:  <class '__main__.X'>
name is:  X
bases is:  ()
dct is:  {'foo': <function <lambda> at 0x7f4f54b96668>}

<class '__main__.X'>

cls is:  <class '__main__.X'>

i am some_func in metaclass.

foo

Traceback (most recent call last):
  File "meta_class.py", line 53, in <module>
    print X().some_func()
AttributeError: 'X' object has no attribute 'some_func'

注意：

在__new__方法中，第一个参数cls表示的元类的子类本身，就是ChattType。

而在__init__方法中，第一个参数cls表示已经创建好的类。

 

但是像下面这种情况下，在类中使用__new__则情况不同：

class t(object):
　　 # __new__函数创建实例
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print "cls is: ", cls 
        print "args is: ", args
        print "kwargs is: ", kwargs
        #return super(t, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)

　　 # __init__函数初始化实例
    def __init__(self):
        print "init"

 

运行结果：

cls is:  <class '__main__.t'>
args is:  ()
kwargs is:  {}
init

在类的__new__方法里，cls参数是类本身。