Python 元类MetaClass是什么

在python中，元编程被定义为程序影响自己的能力。通过使用元类，可以实现元编程。

Python中的元类

元类是面向对象编程概念，默认在所有Python代码中存在。Python提供了使用关键字 type 创建自定义元类的功能。Type是一个元类，其实例是类。在Python中创建的任何类都是type元类的实例。

type() 函数可以动态地创建类，调用type()会创建一个type元类的新实例。

语法

使用type()创建类的语法如下：

class name = type(⁢name>, ⁢bases>, ⁢dct>

在下面

<⁢name> 是类名

<⁢bases> 定义了一个元组，其中包含类将继承的基类

<⁢dct> 定义了一个命名空间字典，其中包含类的定义

示例1

这是最简单的类定义，因为和参数都为空，因此没有继承和命名空间字典为空。

DemoClass = type('DemoClass', (), {}) 
obj = DemoClass() 
print(obj)

输出

上述代码的输出会得到一个名为 DemoClass 的变量，它持有对类的引用。

<__main__.DemoClass object at 0x7fde96524240>

示例2

在下面的示例中，第二个参数**是一个元组，其中只有一个元素 Demo ，表示 Demo2 类继承自这个元素。

class Demo:
   pass

Demo2 = type('Demo2', (Demo,), dict(attribute=10))
obj = Demo2()

print(obj.attribute)
print(obj.__class__)
print(obj.__class__.__bases__)

输出

在上述程序的输出中，打印属性会得到10，因为它已经存储在参数中。打印类会得到Demo2作为输出，因为它是派生类，并且打印基类会得到Demo作为结果，因为它存在于参数中。

10
⁢class '__main__.Demo2'>
(⁢class '__main__.Demo'>,)

示例3

以下是一个示例，<dct> 参数有一个属性变量和属性值，它作为Demo类的方法。

Demo = type('Demo',(),
   {
      'attribute': 10,
      'attribute_value': lambda obj : obj.attribute
   }
)
obj = Demo()

print(obj.attribute)
print(obj.attribute_value())

输出

上述程序对两个实例都给出了数值10，因为attribute已经被赋值为10，并且attribute_value是一个调用attribute变量的方法，而该变量的赋值为10。

10
10

示例4

在下面的示例中，一个外部创建的函数被赋值给了<dct>中的attribute_value参数，以替代lambda函数，因为lambda函数只能执行简单的任务。

def s(obj):
   print('Attribute value =', obj.attribute)
Demo = type('Demo',(),
   {
      'attribute': 10,
      'attribute_value': s
   }
)
object = Demo()

print(object.attribute)
object.attribute_value()

输出

输出结果再次为属性和属性值都是10。由于属性变量的值是10，当调用属性值时，它会调用外部分配的函数s。然后程序执行函数s，运行属性值的打印语句。

10
Attribute value = 10

在Python中创建自定义的元类

在创建新类时，Python允许通过将type作为参数传递来创建自定义的元类。元类也被称为类工厂，因为它们可以用作创建类的模板。

创建自定义元类的示例

在这个示例中，MetaClass是一个自定义的元类，因为它继承自type，而type本身就是一个元类。这允许创建new()方法，该方法执行以下操作：

通过super()调用父元类type来创建新类
为类创建自定义属性
返回创建的类

MetaClass然后可以作为创建CustomClass的模板，因此CustomClass继承了MetaClass的属性。

示例

以下是创建自定义元类的示例：

class MetaClass(type):
   def __new__(self,name,base,dct):
      obj = super().__new__(self,name,base,dct)
      obj.attribute = 10
      return obj

# MetaClass acts as template for CustomClass
class CustomClass(metaclass = MetaClass):
   pass
print(CustomClass.attribute)