参悟python元类(又称metaclass)系列实战(三)
写在前面
在上一章节参悟python元类(又称metaclass)系列实战(二)简单铺垫了下code如何映射到数据库的table;
本节内容我们再增强下字段的映射(如默认值、主键), 抽象出更抽象的元类, 后面再实现select等操作;
有误的地方恳请大神指正下。
热身预备
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我们都知道
dict
类型的获取value的写法(dict[key]
), 比较丑陋 -
现在我们自定义一个
dict
的子类Dict
, 使其可以Dict.key
的形式获取valueclass Dict(dict): '''dict子类, 扩展了value的访问方式; 还支持传入两个长度相等的tuple, 组成key-value''' def __init__(self, names=(), values=(), **kw): ''' @names: tuple形式的key集合 @values: tuple形式的value集合 ''' super().__init__(**kw) for k, v in zip(names, values): self[k] = v def __getattr__(self, item): ''' 当试图访问实例不存在的属性时, 会自动调用该方法; 访问方式就是'点' ''' try: return self[item] except KeyError: raise AttributeError(r"'Dict' object has no attribute '%s'" % item) def __setattr__(self, key, value): ''' 当试图给不存在的属性赋值时, 会自动调用该方法 ''' self[key] = value
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再定义一个方法, 可以把
dict
类型转为Dict
类型def toDict(d: dict): D = Dict() for k, v in d.items(): D[k] = toDict(v) if isinstance(v, dict) else v return D
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热身完毕, 但
toDict
有一种情况无法转为.
的形式访问d = { 'k1': [{'kk1':'vv1'}] } # 无法以 d.k1[0].kk1访问vv1
能复用则复用
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考虑到数据库里肯定不止一张表, 所以我们需要抽象出一个类, 用来概括所有表的特征, 粗略设计如下
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可以继承
Dict
类, 使其具有key value
的特征 -
提供一个可以根据
key
获取value
的方法: getValue -
如果获取不到, 提供一个试着返回其默认值的方法: getValueOrDefault
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初版实现如下
class Model(Dict): def __init__(self, **kw): super().__init__(**kw) # 调用父类Dict的方法 def getValue(self, key): return getattr(self, key, None) def getValueOrDefault(self, key): value = getattr(self, key, None) if value is None: # TODO: 设置成default pass return value
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因为每张表的字段名和类型都不一样, 而
Model
又得能概括所有表的字段, 因此就要求能对Model
类动态创建, 自然就想到元类可以帮我们实现class ModelMetaClass(type): def __new__(cls, name, bases, attrs): if name == 'Model': # 当出现与'Model'同名的类时, 直接创建这类(你可以试试去掉这一步,看报什么错,然后再去理解它的作用) return type.__new__(cls, name, bases, attrs) # 定义表名: 要么在类中定义__table__属性(目的是"类名可以与表名不相同"), 否则与类名相同 tableName = attrs.get('__table__') or name print(f'建立映射关系: {name}类 --> {tableName}表') mappings = Dict() # 存储column与Field 子类的对应关系, Field在上一章中定义的, 忘了回去翻 fields = [] # 用来存储除主键以外的所有字段名 primaryKey = None # 用来记录主键字段的名字, 初始没有 for k, v in attrs.items(): # 遍历所有属性, 即映射表的字段, 读不懂请回看第二章 Users 的定义 if isinstance(v, Field): # Field类, 所有字段类型的父类 print(f'建立映射... column: {k} ==> class: {v}') mappings[k] = v if v.primaryKey: # 判断字段是否被设置成了主键 if primaryKey: # 因为一张表只能有一个主键 raise Exception(f'Duplicate primary key for field {k}') primaryKey = k else: fields.append(k) if not primaryKey: # 这里做了一步强制要求设置主键, 你也可以去掉 raise Exception(f'请给表{tableName}设置主键') for k in mappings.keys(): # 删除原属性, 避免实例的属性遮盖类的同名属性, 况且我们已经保存到 mappings 中了, 不怕丢 attrs.pop(k) # 接下来给本元类(ModelMetaClass)创建的class(如 Model)设置私有属性 attrs['__mappings__'] = mappings attrs['__table__'] = tableName attrs['__primaryKey__'] = primaryKey attrs['__fields__'] = fields return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
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升级原
Model
, 即完成初版的"TODO"class Model(Dict, metaclass=ModelMetaClass): """指定metaclass, 以实现动态定制""" def __init__(self, **kw): super().__init__(**kw) def getValue(self, key): return getattr(self, key, None) def getValueOrDefault(self, key): value = getattr(self, key, None) if value is None: field = self.__mappings__[key] # 从所有column中获取value if field.default is not None: # 如果default指向是方法(如time.time), 则调用方法获取其值; 否则直接赋值 value = field.default() if callable(field.default) else field.default print(f'using defalut value for {key}: {value}') setattr(self, key, value) # 其实是调 Dict.__setattr__, 以支持用"."访问 return value
给上一章的 users
加入父类Model
"""映射到表 users; 同理定义其他映射关系 """
class users(Model):
"""
继承自Model, 这样users就有了Dict特性, 同时在实例化Users时, 又会以ModelMetaClass定制的特性创建
"""
uid = IntegerField(primaryKey=True, ddl='int(11)')
email = StrField(ddl='varchar(50)')
passwd = StrField(ddl='char(32)')
admin = IntegerField(default=0, ddl='tinyint(1)')
name = StrField(ddl='varchar(50)')
birthday = DateTimeField(ddl='DATE')
user_status = IntegerField(default=0, ddl='tinyint(1)')
image = StrField(default='about:blank', ddl='varchar(500)')
created_at = DateTimeField(ddl='timestamp')
updated_at = DateTimeField(ddl='timestamp')
created_by = IntegerField(ddl='int(11)')
updated_by = IntegerField(ddl='int(11)')
is_deleted = IntegerField(default=0, ddl='tinyint(1)')
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举例
"""映射到行""" xiaoMing = users(uid=103, email='xiaoming@qq.com', '****', name='小明') # 这里其实是调用了Model.__init__, 参数类型 **kw print(xiaoMing.uid) # TODO: 如何把小明的信息写入到数据库中呢? xiaoMing.insert() # 将在后面的章节中加入
总结
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定义了一个
Dict
类, 比dict
多支持了.
的访问形式, 外加一个toDict方法; -
抽象出一个
Model
类, 用以概括所有table的特性, 本章只处理了概括table.column
的特性(获取值/默认值); -
定义第一版元类
ModelMetaClass
, 作用在创建Model
及其子类的过程中, 使得它们具有"__table__
: 表名,__mappings__
: column name --> Field class,__primaryKey__
: 主键,__fields__
: 除主键外的其他column name" 的属性; -
计划在后续的章节加入数据保存链接的功能;