什么是元类
一切源自于一句话，python中一切皆为对象。
所有的对象都是实例化或者说调用类而得到的(调用类的过程称为类的实例化)
Teacher是通过type实例化得到的，既然如此，是不是可以自己调用type来实例化一个class呢
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创建类的流程分析
class关键字子在帮我们创建类时，必然帮我们调用了元类Teacher=type(...)
那调用type时传入的参数是什么呢?必然是类的关键字组成部分，一个类有三个组成部分
1.类名class_name='Teacher'
2.基类class_bases=(object,)
3.类的名称空间class_dic，类的名称空间是执行类体代码而得到的
调用type时会依次传入以上三个参数
class Teacher(object):
school = 'shanghai'
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def say(self):
print('%s says welcome to shanghai' % self.name)
t1 = Teacher('xxx', 18)
print(type(t1)) # 查看对象t1的类是<class '__main__.Teacher'>
t_class = Teacher
li = [t_class]
def func(cls):
print(cls)
func(li[0])
# 完全没问题把他当做对象来使用 和其他对象没有任何区别
什么是元类 1.需求规范类名必须大写
2.类中必须包含文档注释
class MyMate(type):
def __init__(self, name, bases, dic):
print('run')
if not dic.get('__doc__'):
raise TypeError('类必须有文档注释！')
if not name.istitle():
raise TypeError('类名必须大写开头！')
super().__init__(name, bases, dic)
class Foo(object, metaclass=MyMate):
''''
aaa
'''
pass
代码
自定义元类控制类的调用
__call__函数的执行时机
该函数会在调用对象是自动触发执行(对象加括号)
class Foo:
def __call__(self, *args, **kwargs):
print('run')
f = Foo() # 调用 Foo得到f对象
f() # 调用对象时触发__call__的执行
必须明确创建对象的过程：先创建空对象，执行初始化将属性存储到对象的名称空间中
所以在__call__函数中必须完成这两步操作，同时将初始化完成的对象返回给调用者
一旦覆盖了__call__函数，就必须自己完成上述的几个步骤
class MyMate(type):
def __call__(self, *args, **kwargs):
# 创建空对象
# 调用init
# 返回初始化后的对象
obj = object.__new__(self)
self.__init__(obj, *args, **kwargs)
return obj
class Foo(metaclass=MyMate):
def __init__(self):
print('初始化对象')
f = Foo()
print(f)
代码
通过元类来控制一个类实例化对象的过程
只需覆盖__call__函数我们就能完成对实例化过程的控制
需求：
要求实例化时传参必须为关键字形式，否则抛出异常
TypeError: must use keyword argument
key作为用户自定义类产生对象的属性，且所有属性变成大写
class MyMetaclass(type):
def __call__(self, *args, **kwargs):
if args:
raise TypeError('TypeError: must use keyword argument')
obj = object.__new__(self) # 创建对象，self为类的Chinese
for k, v in kwargs.items():
obj.__dict__[k.upper()] = v
return obj
class Chinese(metaclass=MyMetaclass):
county = 'China'
tag = 'Chinese'
def walk(self):
print('%s is walk ' % self.name)
p = Chinese(name='xxx', age=18, sex='man')
print(p.__dict__)
案例
补充：
产生类Teacher的过程时在调用MyMeta，而MyMeta也是type的类的一个对象，那么MyMeta之所以可以调用
一定是在元类type中有一个__call__方法
元类实现单例
什么是单例
单例指的是单个实例，指一个类只能有一个实例对象
为什么要用单例
当一个类的实例中的数据不会变化时使用单例，数据是不变的
例如开发一个音乐播放器程序，音乐播放器可以封装为一个对象
当你切歌的时候，是否重新创建一个播放器
播放器中的数据和业务逻辑都是相同的没有必要创建新的，所以最好使用单例模式，以节省资源
当两个对象的数据完全相同时，则没有必要占用两份资源
class MyMeta(type):
__instance = None
def __init__(self, name, bases, dic):
if not self.__instance:
self.__instance = object.__new__(self)
self.__init__(self.__instance)
super().__init__(name, bases, dic)
def __call__(cls):
return cls.__instance
class Play(metaclass=MyMeta):
def __init__(self):
print('创建播放器了')
Play()
Play()
单例
元类之属性查找
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
n = 444
def __new__(cls, *args, **kwargs):
pass
class Bar(object):
n = 333
def __new__(cls, *args, **kwargs):
pass
class Foo(Bar):
n = 222
def __new__(cls, *args, **kwargs):
pass
class Teacher(Foo, metaclass=Mymeta):
n = 111
def __new__(cls, *args, **kwargs):
pass
school = 'Tsinghua'
print(Teacher.__new__)
print(Teacher.n)
查找顺序
属性查找的顺序依然时遵循MRO列表顺序，
当顶级类object中不存在时会查找元类，
元类没有时查找元类的父类也就是type类
令人迷糊的__new__函数与__init__函数
class M(type):
def __init__(self, classname, bases, namespace):
print('init')
def __call__(self, *args, **kwargs):
pass
pass
class A(metaclass=M):
n = 1
pass
print(A.__name__)
print(A.__bases__)
print(A.__dict__)
__init__
__init__可以控制类的创建过程，但是现在我们看到的是，init中没有任何代码
但是类的三个基本信息已经都有了，这说明类的创建其实已经完成了
class M(type):
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('new')
# return type.__new__(cls,*args,**kwargs)
def __init__(self, classname, bases, namespace):
print('init')
class A(metaclass=M):
n = 1
print(A.__name__)
print(A.__bases__)
print(A.__dict__)
__new__
执行了__new__函数但是并没有执行__init__，因为__new__函数是真正用于创建类的
方法，只有创建类成功了才会执行init函数，new必须要返回值且返回类型为__type__
时才会执行__init__函数
将__new__中被注释的代码代开一切正常
总结：元类中__new__是用于创建类对象的__init__是用于初始化类的其他信息的