元类

1.什么是元类？

在python中，一切皆对象，所以由class关键字定义的类本身也是一个对象，负责产生该对象的类称为元类，即元类可以简称为类的类。

2.为什么要用元类？

元类是负责产生类的，所以我们学习元类或自定义元类的目的是为了控制类的产生过程，还可以控制对象的产生过程。

 

在之前先掌握内置函数exec的用法

cmd="""
x=1
def func(self):
    pass
"""
class_dic={}
exec(cmd,{},class_dic) # 将字符串内容放到类的名称空间中。cmd字符串内容 class_dic 名称空间 {}不能变
print(class_dic)
# {'x': 1, 'func': <function func at 0x0000026F2D7B5268>}

#2、创建类的方法有两种
# 大前提：如果说类也是对象的话，那么用class关键字的去创建类的过程也是一个实例化的过程
# 该实例化的目的是为了得到一个类，调用的是元类
#2.1 方式一：用的默认的元类type
# class People: #People=type(...)
#     country='China'
#     def __init__(self,name,age):
#         self.name=name
#         self.age=age
#
#     def eat(self):
#         print('%s is eating' %self.name)

# print(type(People))

#2.1.1 创建类的3个要素：类名，基类，类的名称空间
# class_name='People'
# class_bases=(object,)
# class_dic={}
# class_body="""
# country='China'
# def __init__(self,name,age):
#     self.name=name
#     self.age=age
#
# def eat(self):
#     print('%s is eating' %self.name)
# """
# exec(class_body,{},class_dic)
#
# # 准备好创建类的三要素
# # print(class_name)
# # print(class_bases)
# # print(class_dic)
#
# # People=type(类名，基类，类的名称空间)
# People1=type(class_name,class_bases,class_dic)
# print(People1) # People类 <class '__main__.People'>
# obj1=People1('egon',18)
# # print(People)
# # obj=People('egon',18)
# #
# obj1.eat()
# # obj.eat()

'''
#2.2 方式二：用的自定义的元类
class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        print(self) #现在是People
        print(class_name)
        print(class_bases)
        print(class_dic)
        super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic) #重用父类的功能

# 分析用class自定义类的运行原理（而非元类的的运行原理）：
#1、拿到一个字符串格式的类名class_name='People'
#2、拿到一个类的基类们class_bases=(obejct,)
#3、执行类体代码，拿到一个类的名称空间class_dic={...}
#4、调用People=type(class_name,class_bases,class_dic)
class People(object,metaclass=Mymeta): #People=Mymeta(类名,基类们,类的名称空间)
    country='China'
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def eat(self):
        print('%s is eating' %self.name)


# 应用：自定义元类控制类的产生过程，类的产生过程其实就是元类的调用过程

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        if class_dic.get('__doc__') is None or len(class_dic.get('__doc__').strip()) == 0:
            raise TypeError('类中必须有文档注释，并且文档注释不能为空')
        if not class_name.istitle():
            raise TypeError('类名首字母必须大写')
        super(Mymeta,self).__init__(class_name,class_bases,class_dic) #重用父类的功能

class People(object,metaclass=Mymeta): #People=Mymeta('People',(object,),{....})
    """这是People类"""
    country='China'
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def eat(self):
        print('%s is eating' %self.name)
'''


#3 储备知识：__call__
# class Foo:
#     def __call__(self, *args, **kwargs):
#         print(self)
#         print(args)
#         print(kwargs)
#
#
# obj=Foo()

# # 要想让obj这个对象变成一个可调用的对象，需要在该对象的类中定义一个方法__call__方法
# # 该方法会在调用对象时自动触发
# obj(1,2,3,x=1,y=2)


# 4、自定义元类来控制类的调用的过程，即类的实例化过程
class Mymeta(type):

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(self) # self是People
        print(args)
        print(kwargs)
        return 123

#         # 1、先造出一个People的空对象
#         obj=self.__new__(self)
#         # 2、为该对空对象初始化独有的属性
#         # print(args,kwargs)
#         self.__init__(obj,*args,**kwargs)
#
#         # 3、返回一个初始好的对象
#         return obj
#
#
class People(object,metaclass=Mymeta):
    country='China'
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def eat(self):
        print('%s is eating' %self.name)

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print(cls)
        # cls.__new__(cls) # 错误
        obj=super(People,cls).__new__(cls)
        return obj

# 分析：调用People的目的
#1、先造出一个People的空对象
#2、为该对空对象初始化独有的属性
# obj1=People('egon1',age=18)
# obj2=People('egon2',age=18)
# print(obj1)
# print(obj2)

自定义元类控制类的实例化过程

class Mymeta(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        obj = self.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        print(self)
        return obj

class Foo(object,metaclass=Mymeta):
    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        print(self)
        self.y = y

obj = Foo(1,2)
print(obj)