面向对象（六）--元类

一、什么是元类

1、在python中,一切皆对象,而对象都是由类实例化得到的。对象是调用类或自定义类得到的,如果说一切皆对象,那么自定义类也是一个对象,只要是对象都是调用一个类实例化得到

2、对象tea1是调用类OldboyTeacher产生的，而OldboyTeacher类也是通过调用一个类实例化对象获得，即OldboyTeacher = 元类（……），内置的元类是type

　　（1）调用元类------->自定义的类

　　（2）调用自定义的类-------->自定义的对象　　

class OldboyTeacher:
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

    def score(self):
        print("%s is scoring" %self.name)

teal=OldboyTeacher("pie",18,"male")
print(type(teal))             #<class '__main__.OldboyTeacher'>
print(type(OldboyTeacher))    #<class 'type'>

自定义类的三个关键组成部分:

1. 类名
2. 类的基类们
3. 类的名称空间

二、class关键字创建类的底层原理

1、先拿到类名      

2、再拿到类的基类

3、然后拿到类的名称空间 (执行类体代码,将产生的名字放到类的名称空间也就是一个字典里)

4、调用type元类实例化得到自定义的类

#1.拿到类名
class_name = 'OldboyTeacher'

#2.拿到类的父类
class_bases = (object)

#3.拿到类的名称空间
class_dict={}
class_body='''
school = 'Oldboy'

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

def score(self):
    print('%s is scoring' %self.name)
'''
exec(class_body,{},class_dict)

#4.调用元类type产生自定义的类
OldboyTeacher=type(class_name,class_bases,class_dict)

print(OldboyTeacher)   # type

5、补充exec用法

#exec(参数一,参数二,参数三)：三个参数

#参数一：包含一系列python代码的字符串

#参数二：全局作用域（字典形式），如果不指定，默认为globals()

#参数三：局部作用域（字典形式），如果不指定，默认为locals()

#可以把exec命令的执行当成是一个函数的执行，会将执行期间产生的名字存放于局部名称空间中

三、自定义元类来控制类的产生（__init__方法）

1、模板

class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
     def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
         print(self)
         print(class_name)
         print(class_bases)
         print(class_dic)

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
     school = 'Oldboy'

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

     def score(self):
         print('%s is scoring' %self.name)

2、控制类的产生

（1）类名必须要驼峰体

（2）类体必须有文档注释，且文档注释不能为空

class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        if class_name.islower():
            raise TypeError('类名必须使用驼峰体')

        doc=class_dic.get('__doc__')
        if doc is None or len(doc) == 0 or len(doc.strip('\n ')) == 0:
            raise TypeError('类体中必须有文档注释,且文档注释不能为空')

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): #OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
    school = 'Oldboy'

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

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)


print(OldboyTeacher.__dict__)

四、自定义元类来控制类的调用（__call__方法）

1、自定义元类

凡继承了type的类才能称之为自定义的元类，否则就是只是一个普通的类

2、实例化类

（1）先产生一个空对象
（2）执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
（3）返回初始化好的那个对象

3、对象之所以可以调用，是因为对象的类中有方法__call__。所以，自定义类作为对象时，定义它的类中有__call__方法，就可以调用

4、调用自定义类

调用OldboyTeacher(...)就是在调用OldboyTeacher的类中的__call__,那么在该__call__中就需要做上述三件事

class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=OldboyTeacher这个类,args=('egon',18,'male'),kwargs={}
        # 1. 先产生一个空对象
        tea_obj=self.__new__(self) #tea_obj是OldboyTeacher这个类的对象
        # 2. 执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
        self.__init__(tea_obj,*args,**kwargs)
        # 3. 返回初始化好的那个对象
        return tea_obj

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): #OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
    school = 'Oldboy'

    #            tea_obj,'egon',18,'male'
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

tea1=OldboyTeacher('egon',18,'male') # 会触发OldboyTeacher的类(即元类)中的__call__函数
print(tea1)
print(tea1.__dict__)

class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=OldboyTeacher这个类,args=('egon',18,'male'),kwargs={}
        # 1. 先产生一个空对象
        tea_obj=self.__new__(self) #tea_obj是OldboyTeacher这个类的对象
        # 2. 执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
        self.__init__(tea_obj,*args,**kwargs)
        # print(tea_obj.__dict__)
        tea_obj.__dict__={('_%s__%s' %(self.__name__,k)):v for k,v in tea_obj.__dict__.items()}
        # 3. 返回初始化好的那个对象
        return tea_obj

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): #OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
    school = 'Oldboy'

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

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

tea1=OldboyTeacher('egon',18,'male') # 会触发OldboyTeacher的类(即元类)中的__call__函数
# print(tea1)
print(tea1.__dict__)

 五、属性查找

于是属性查找应该分成两层，一层是对象层（基于c3算法的MRO）的查找，另外一个层则是类层（即元类层）的查找

查找顺序：
1、先对象层：teacher对象-->OldoyTeacher类-->Foo父类-->Bar父类的父类-->object
2、然后元类层：Mymeta-->type