Python的元类
1、用元类验证子类
每当我们定义新类的时候，元类就会运行雅正代码，以确保这个新类符合规定的规范。
Python系统把子类的class语句处理完毕，就会调用元类的 __new__ 方法。元类可以通过 __new__ 方法，获取子类、孙子类的名称，父亲及属性。
这样使得我们不需要将验证代码放在本类 __init__ 方法中，等到构建对象再验证。
下例中，定义一个边数小于3的子类，class语句一结束，元类的验证代码就会拒绝这个class。
class ValidatePolygon(type):
def __new__(meta, name, bases, class_dict):
# Don't validate the abstract Polygon class
if bases != (object,):
if class_dict['sides'] < 3:
raise ValueError('Polygons need 3+ sides')
return type.__new__(meta, name, bases, class_dict)
class Polygon(object, metaclass=ValidatePolygon):
sides = None # Specified by subclasses
@classmethod
def interior_angles(cls):
return (cls.sides - 2) * 180
class Triangle(Polygon):
sides = 3
print(Triangle.interior_angles())
2、用元类注册子类
每次从基类中继承子类时，基类的元类都可以自动运行注册代码。
这在需要反向查找 ‘reverse lookup’ 时很有用，使得在简单标识符和对应的类之间，建立映射关系。
依然利用的是class语句执行完，自动调用元类的 __new__ 方法。
import json
registry = {}
def register_class(target_class):
registry[target_class.__name__] = target_class
def deserialize(data):
params = json.loads(data)
name = params['class']
target_class = registry[name]
return target_class(*params['args'])
class Meta(type):
def __new__(meta, name, bases, class_dict):
cls = type.__new__(meta, name, bases, class_dict)
register_class(cls)
return cls
class Serializable(object):
def __init__(self, *args):
self.args = args
def serialize(self):
return json.dumps({
'class': self.__class__.__name__,
'args': self.args,
})
def __repr__(self):
return '%s(%s)' % (
self.__class__.__name__,
', '.join(str(x) for x in self.args))
class RegisteredSerializable(Serializable, metaclass=Meta):
pass
class Vector3D(RegisteredSerializable):
def __init__(self, x, y, z):
super().__init__(x, y, z)
self.x, self.y, self.z = x, y, z
v3 = Vector3D(10, -7, 3)
print('Before: ', v3)
data = v3.serialize()
print('Serialized:', data)
print('After: ', deserialize(data))
print(registry)
3、用元类注解类的属性
使用元类像是在 class 语句上放置了挂钩，class语句处理完毕，挂钩就会立刻触发。
下列中借助元类设置了 Filed.name 和 Filed.name。
class Field(object):
def __init__(self):
# These will be assigned by the metaclass.
self.name = None
self.internal_name = None
def __get__(self, instance, instance_type):
if instance is None: return self
return getattr(instance, self.internal_name, '')
def __set__(self, instance, value):
setattr(instance, self.internal_name, value)
class Meta(type):
def __new__(meta, name, bases, class_dict):
for key, value in class_dict.items():
if isinstance(value, Field):
value.name = key
value.internal_name = '_' + key
cls = type.__new__(meta, name, bases, class_dict)
return cls
class DatabaseRow(object, metaclass=Meta):
pass
class BetterCustomer(DatabaseRow):
first_name = Field()
last_name = Field()
prefix = Field()
suffix = Field()
foo = BetterCustomer()
print('Before:', repr(foo.first_name), foo.__dict__)
foo.first_name = 'Euler'
print('After: ', repr(foo.first_name), foo.__dict__)
元类总结就到这里，自己也没有完全理解清楚。
希望对此有深刻理解的pythoner留言。
