使用Python元类(metaclass)创建Python类_python 元类生成类

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(3)为ObjectCreator添加属性

(4)将ObjectCreator作为值参传入函数;

下面演示了ObjectCreator作为对象和类的使用过程:

class ObjectCreator(object):
    pass


# 由于ObjectCreator是一个对象,所以可以打印ObjectCreator
print(ObjectCreator)


def echo(obj):
    print(obj)
# 可以将ObjectCreator作为值参传入函数
echo(ObjectCreator)


# 判断ObjectCreator是否存在new_attribute属性
print(hasattr(ObjectCreator, 'new_attribute'))
# 为ObjectCreator动态添加属性
ObjectCreator.new_attribute = 'value'
# 判断ObjectCreator是否存在new_attribute属性
print(hasattr(ObjectCreator, 'new_attribute'))


# 将ObjectCreator赋给另一个变量
ObjectCreatorMirror = ObjectCreator
print(ObjectCreatorMirror.new_attribute)


print(ObjectCreatorMirror())

执行这段代码,会输出如下结果:

<class '__main__.ObjectCreator'>
<class '__main__.ObjectCreator'>
False
True
value
<__main__.ObjectCreator object at 0x105053780>

  1. 动态创建Python类

由于类是对象,因此可以像创建任何对象一样动态创建类。

首先,可以使用class在函数中创建一个类:

# 将ObjectCreator赋给另一个变量
ObjectCreatorMirror = ObjectCreator
print(ObjectCreatorMirror.new_attribute)
print(ObjectCreatorMirror())
def choose_class(name):
    if name == 'foo':
        class Foo(object):
            pass
        return Foo # return the class, not an instance
    else:
        class Bar(object):
            pass
        return Bar


MyClass = choose_class('foo')
print(MyClass) # 函数返回一个类,而不是一个类的实例
print(MyClass()) # 创建一个类实例

输出结果如下:

<class '__main__.choose_class.<locals>.Foo'>
<__main__.choose_class.<locals>.Foo object at 0x10e905438>

尽管这段代码可以根据choose_class函数的参数值返回不同的Python类,但这并不是动态的,因为仍然必须自己编写整个类。

由于类是对象,因此它们必须由某种东西生成。当使用class关键字时,Python会自动创建此对象。但与Python中大多数场景一样,为我们提供了一种手动进行操作的方法。

使用class关键字时,Python会自动创建此对象。但是,与Python中的大多数事情一样,它为您提供了一种手动进行操作的方法。

还记得type函数吗?该函数可以让你知道对象的类型。

# 获取函数的类型
print(type(1))  # <type 'int'>
print(type("1")) # <type 'str'>
print(type(ObjectCreator))  # <type 'type'>
print(type(ObjectCreator())) # <class '__main__.ObjectCreator'>

type函数的功能很多,giant函数可以动态创建类。type函数可以将类的描述作为参数,并返回一个类。

好吧,类型具有完全不同的能力,它也可以动态创建类。type可以将类的描述作为参数,并返回一个类。

type函数的原型如下:

type(name, bases, attrs)

参数的含义如下:

  • name: 类名;
  • bases: 父类的元组(用于继承,可以为空);
  • attrs: 包含属性名称和值的字典;

例如,下面是一个Python类:

class MyShinyClass(object):
    pass

如果用动态的方法创建该类,可以使用下面的代码:

MyShinyClass = type('MyShinyClass', (), {}) # 返回类对象
print(MyShinyClass) # 输出结果:<class '__main__.MyShinyClass'>
print(MyShinyClass()) # 创建类的实例,输出结果:<__main__.MyShinyClass object at 0x8997cec>

你会注意到,我们使用“ MyShinyClass”作为类的名称和变量来保存类引用。它们可以不同,但是没有理由使事情复杂化。

type函数可以使用字典来定义类的属性:

class Foo(object):
    bar = True

可以使用下面的代码动态创建Foo类,并动态为该类添加名为bar的属性。

Foo = type('Foo', (), {'bar':True})

我们可以使用下面的代码正常使用Foo类:

# 使用Foo类
print(Foo)  # 输出:<class '__main__.Foo'>
print(Foo.bar)  # 输出:True
f = Foo()
print(f) # 输出:<__main__.Foo object at 0x8a9b84c>
print(f.bar) # 输出:True

当然,Foo类同样可以被继承,代码如下:

class FooChild(Foo):
    pass

使用下面的代码可以动态创建继承至Foo类的FooChild类。

# 动态继承Foo
FooChild = type('FooChild', (Foo,), {})
print(FooChild) # 输出:<class '__main__.FooChild'>
# bar属性来至于Foo类
print(FooChild.bar)  # 输出:True

最后,你需要向类中添加方法。只需定义具有适当签名的函数并将其分配为属性即可。

# 向FooChild类动态添加echo_bar函数
FooChild = type('FooChild', (Foo,), {'echo_bar': echo_bar})
print(hasattr(Foo, 'echo_bar'))  # 输出:False
print(hasattr(FooChild, 'echo_bar'))  # 输出:True
my_foo = FooChild()
my_foo.echo_bar()  # 输出:True

在动态创建类之后,可以向该类中添加更多方法,就像将方法添加到正常创建的类对象中一样。

def echo_bar_more(self):
    print('yet another method')
FooChild.echo_bar_more = echo_bar_more
print(hasattr(FooChild, 'echo_bar_more')) # 输出:True

看到这里,你应该了解了Python类的本质。类就是对象,可以像动态创建对象一样创建Python类。Python在使用class关键字时通过使用元类来完成创建类的过程。

  1. 什么是元类(metaclass)

元类是创建类的“原料”。我们定义类是为了创建对象,而我们知道,Python类是对象,所以定义元类,就是为了创建类,也就是说,元类是类的类,可以通过下面的伪代码来描绘元类和类:

# 通过元类创建类
MyClass = MetaClass()
# 通过类创建类实例
my_object = MyClass()

第1行代码其实相当于使用type函数动态创建MyClass类(或其他的类)

MyClass = type('MyClass', (), {})

之所以可以这么用,是因为type函数是Python用于在幕后创建所有类的元类。所以type是一个类,而不是一个普通的函数。

现在还有一个疑问,Python类的命名规则都是首字母大写,那么为什么type类是首字母小写呢?

我想这与str类创建字符串对象和int类创建整数对象一致性有关。type只是创建类对象的类。

在Python中一切都是对象,其中包括整数,字符串,函数和类。它们都是对象。通过检查__class__属性可以看到这一点。

age = 35


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