Python中的元類 metaclass

在wiki上面，metaclass是這樣定義的：in object-oriented programming, a metaclass is a class whose instances are classes.

python中物件模型如下圖：

其中，實線表示 is-kind-of（派生）的關係，虛線表示 is-instance-of（例項化）的關係。

可以看出，object 是其他所有類的基類。

這裡並不完整，因為元類並不只有type乙個，比如enum.enummeta就是標準庫定義的乙個元類，而且也可以自己定義元類：

metaclass的原理其實是這樣的：當定義好類之後，建立類的時候其實是呼叫了 type 的 __new__ 方法為這個類分配記憶體空間，然後再呼叫type的__init__ 方法初始化。所以 metaclass 的所有 magic 其實就在這個 __new__ 方法裡面了。

一般情況下，如果你要用自定義 metaclass 的話，該類需要繼承自 type，而且通常會重寫 type 的 __new__ 方法來控制建立過程，對自定義類呼叫type() 函式的結果是。

isinstance() 函式用來判斷派生關係，type() 函式可以用來檢視乙個型別或變數的型別。

當使用者定義乙個類的時候，python 直譯器首先在當前類的定義中查詢 metaclass，如果沒有找到，就繼續在基類中查詢 metaclass，找到了，就使用它建立類，也就是說，metaclass 可以隱式地繼承到子類，但子類自己卻感覺不到。

乙個類的定義方式可以是這樣的：

class c(object, metaclass=mymetaclass):
......

class的__new__ 是用來構建object的，__init__是用來在構建好object後進行初始化的，__new__ 第乙個引數是class本身，__init__的第乙個引數是self，self就是已經構建好的object啊，其他引數相同。

這™不就是把c++裡建構函式的功能分開了嘛！然而我覺得普通類的__new__ 並沒什麼用，又不需要和c++似的去操縱記憶體，不過是一層一層呼叫基類的__new__ 。

關鍵是python還有個metaclass啊，用來構建class，這些metaclass的基類是type。metaclass的__init__反而不重要了，只要構造出class來就行，不需要初始化。

metaclass的__new__(cls, name, bases, attrs)是長這個樣子的，其中：

cls：指的是metaclass本身

name：class的名字，是乙個字串，也就是我們通常用類名.__name__ 獲得的那個

bases：class的基類組成的元組

attrs：class的屬性組成的dict

什麼時候構建類呢？就在類定義的時候，比如下面class x的定義：

class
meta
(type):
def__new__
(cls, name, bases, attrs):
print('in meta')
return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
class
x(object, metaclass=meta):
pass
# 輸出in meta

這個定義其實是被直譯器解釋為x = meta('x', (object,), {})的，meta既然是metaclass，那也是class啊，所以先呼叫了__new__來構建x，然後呼叫__init__來初始化x。所以列印出了「in meta」。

在建立類的過程，我們可以在__new__裡面修改 name，bases，attrs 的值來達到我們的功能。這裡常用的配合方法是 getattr 和 setattr。

另外還有乙個限制，the metaclass of a derived class must be a (non-strict) subclass of the metaclasses of all its bases。

Python中的元類 metaclass

python中的元類

Python 中的元類

python中的元類

Python中的元類 metaclass

python中的元類

Python 中的元類

python中的元類

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