看backtrader时看到其中有with_metaclass这样的代码。这个元类之前有看到，但没怎么理解过。在网上找了一些相应的文章帮助理解。
- 参考文档：
type(name, bases, attrs)
复制代码参数：
name：Class名称，字符串类型，存放新类的名字bases：父类的元组类型，指定类的基类/父类（对于继承，可以为空）attrs：包含属性名称和值的字典,存放该类的所有属性(attributes)和方法(method)
MyShinyClass = type('MyShinyClass', (), {}) # 返回一个类对象
复制代码例如下面的类：
class Base:
counter = 10
class Derived(Base):
def get_counter(self):
return self.counter
x = Derived()
x.get_counter()
#> 10
复制代码我们可以调用 type(...) 来动态创建这两个类：
Base = type('Base', (), {'counter': 10})
Derived = type('Derived', (Base,), dict(get_counter=lambda self: self.counter))
x = Derived()
x.get_counter()
#> 10
复制代码要创建一个class对象，type()函数依次传入3个参数：
- class的名称；
- 继承的父类集合，注意Python支持多重继承，如果只有一个父类，别忘了tuple的单元素写法；
- class的方法名称与函数绑定，这里我们把函数
fn绑定到方法名hello上。
通过type()函数创建的类和直接写class是完全一样的，因为Python解释器遇到class定义时，仅仅是扫描一下class定义的语法，然后调用type()函数创建出class。
正常情况下，我们都用class Xxx...来定义类，但是，type()函数也允许我们动态创建出类来，也就是说，动态语言本身支持运行期动态创建类，这和静态语言有非常大的不同，要在静态语言运行期创建类，必须构造源代码字符串再调用编译器，或者借助一些工具生成字节码实现，本质上都是动态编译，会非常复杂。
metaclass
除了使用type()动态创建类以外，要控制类的创建行为，还可以使用metaclass。
metaclass，直译为元类，简单的解释就是：
当我们定义了类以后，就可以根据这个类创建出实例，所以：先定义类，然后创建实例。
但是如果我们想创建出类呢？那就必须根据metaclass创建出类，所以：先定义metaclass，然后创建类。
连接起来就是：先定义metaclass，就可以创建类，最后创建实例。
所以，metaclass允许你创建类或者修改类。换句话说，你可以把类看成是metaclass创建出来的“实例”。
metaclass是Python面向对象里最难理解，也是最难使用的魔术代码。正常情况下，你不会碰到需要使用metaclass的情况，所以，以下内容看不懂也没关系，因为基本上你不会用到。
元类的应用：
强制子类实现特定方法
假设你是一个库的作者，例如下面的代码，其中的方法 foo 要求子类实现方法 bar ：
# library code
class Base(object):
def foo(self):
return self.bar()
# user code
class Derived(Base):
def bar():
return None
复制代码但作为库的作者，我们根本无法预测用户会写出什么样的代码，有什么方法能强制用户在子类中实现方法 bar 呢？用 meta-class 可以做到。
class Meta(type):
def __new__(cls, name, bases, namespace, **kwargs):
if name != 'Base' and 'bar' not in namespace:
raise TypeError('bad user class')
return super().__new__(cls, name, bases, namespace, **kwargs)
class Base(object, metaclass=Meta):
def foo(self):
return self.bar()
复制代码现在，我们尝试定义一个不包含 bar 方法的子类，在类的定义（或者说生成）阶段就会报错：
>>> class Derived(Base):
... pass
...
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 4, in __new__
TypeError: bad user class
复制代码注册所有子类
有时我们会希望获取继承了某个类的子类，例如，实现了基类 Fruit，想知道都有哪些子类继承了它，用元类就能实现这个功能：
class Meta(type):
def __init__(cls, name, bases, namespace, **kwargs):
super().__init__(name, bases, namespace, **kwargs)
if not hasattr(cls, 'registory'):
# this is the base class
cls.registory = {}
else:
# this is the subclass
cls.registory[name.lower()] = cls
class Fruit(object, metaclass=Meta):
pass
class Apple(Fruit):
pass
class Orange(Fruit):
pass
复制代码之后，我们可以查看所有 Fruit 的子类：
>>> Fruit.registory
{'apple': <class '__main__.Apple'>, 'orange': <class '__main__.Orange'>}
复制代码一个事例说明了元编程的用意：修改普通类的成员:www.liaoxuefeng.com/wiki/101695…
class Field:
def __init__(self, name, column_type):
self.name = name
self.column_type = column_type
def __str__(self):
return '<%s:%s>' % (self.__class__.__name__, self.name)
class StringField(Field):
def __init__(self, name):
super(StringField, self).__init__(name, 'varchar(100)')
class IntegerField(Field):
def __init__(self, name):
super(IntegerField, self).__init__(name, 'bigint')
class ModelMetaclass(type):
def __new__(mcs, name, bases, attrs):
if name == 'Model':
return type.__new__(mcs, name, bases, attrs)
print("Found Model: %s" % name)
mapping = dict()
fields = list()
# 将属性保存到mapping中
for k, v in attrs.items():
if isinstance(v, Field):
print('Found mapping : %s ==> %s' % (k, v))
mapping[k] = v
fields.append(k)
# 将Model中的Field删除
for k in mapping.keys():
attrs.pop(k)
attrs['__fields__'] = list(map(lambda f: '`%s`' % f, fields))
attrs['__mapping__'] = mapping
attrs['__table__'] = name
return type.__new__(mcs, name, bases, attrs)
class Model(dict, metaclass=ModelMetaclass):
def __init__(self, **kwargs):
super(Model, self).__init__(kwargs)
def __getattr__(self, key):
try:
return self[key]
except KeyError:
raise AttributeError(r"'Model' object has no attribute '%s'" % key)
def __setattr__(self, key, value):
self[key] = value
def save(self):
fields = []
params = []
args = []
for k, v in self.__mapping__.items():
print("%s------%s" % (k, v))
fields.append(v.name)
params.append('?')
args.append(getattr(self, k, None))
sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(self.__fields__), ','.join(params))
print('SQL: %s' % sql)
print('ARGS: %s' % str(args))
class User(Model):
# 定义类的属性到列的映射：
id = IntegerField('id')
name = StringField('username')
email = StringField('email')
password = StringField('password')
u = User(id=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
u.save()
复制代码当用户定义一个class User(Model)时，Python解释器首先在当前类User的定义中查找metaclass，如果没有找到，就继续在父类Model中查找metaclass，找到了，就使用Model中定义的metaclass的ModelMetaclass来创建User类，也就是说，metaclass可以隐式地继承到子类，但子类自己却感觉不到。
在ModelMetaclass中，一共做了几件事情：
- 排除掉对
Model类的修改； - 在当前类（比如
User）中查找定义的类的所有属性，如果找到一个Field属性，就把它保存到一个__mappings__的dict中，同时从类属性中删除该Field属性，否则，容易造成运行时错误（实例的属性会遮盖类的同名属性）； - 把表名保存到
__table__中，这里简化为表名默认为类名。
在Model类中，就可以定义各种操作数据库的方法，比如save()，delete()，find()，update等等。
我们实现了save()方法，把一个实例保存到数据库中。因为有表名，属性到字段的映射和属性值的集合，就可以构造出INSERT语句。
编写代码试试：
u = User(id=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
u.save()
复制代码输出如下：
Found model: User
Found mapping: email ==> <StringField:email>
Found mapping: password ==> <StringField:password>
Found mapping: id ==> <IntegerField:uid>
Found mapping: name ==> <StringField:username>
SQL: insert into User (password,email,username,id) values (?,?,?,?)
ARGS: ['my-pwd', 'test@orm.org', 'Michael', 12345]
复制代码可以看到，save()方法已经打印出了可执行的SQL语句，以及参数列表，只需要真正连接到数据库，执行该SQL语句，就可以完成真正的功能。
不到100行代码，我们就通过metaclass实现了一个精简的ORM框架，是不是非常简单？
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