深入了解python中元类的相关知识


Posted in Python onAugust 29, 2019

类也是对象

在大多数编程语言中,类就是一组用来描述如何生成一个对象的代码段,在python中也是成立的。

class ObjectCreator:
  pass  
my_object = ObjectCreator()
print(my_object)
"""
输出结果:
<__main__.ObjectCreator object at 0x037DACD0>
"""

但是,python的类不止于此,类同样也是一种对象。

class ObjectCreator:
  pass

上面的代码段将在内存中创建一个对象,名字就叫做ObjectCreator。这个对象(类对象ObjectCreator)拥有创建对象(实例对象)的能力,但它本质上仍然还是一个对象,于是你就可以对它做如下的操作:

  • 给它复制一个变量
  • 拷贝它
  • 给它增加属性
  • 将它作为函数参数传递

示例代码:

class ObjectCreator:
  pass
# 把它赋值给一个变量
a = ObjectCreator
print(a) # <class '__main__.ObjectCreator'>
# 作为函数参数传递
def echo(o):
  print(o)
  
echo(ObjectCreator) # <class '__main__.ObjectCreator'>

动态的创建类

因为类也是对象,所以可以在运行时动态的创建它们,使用class关键字即可。

def choose_class(name):
  if name == 'foo':
    class Foo(object):
      pass
    return Foo   # 返回的是类,不是类的实例
  else:
    class Bar(object):
      pass
    return Bar
MyClass = choose_class("foo")
print(MyClass) # 打印类对象
# 输出结果
<class '__main__.choose_class.<locals>.Foo'>
print(MyClass()) # 打印实例对象
# 输出结果
<__main__.choose_class.<locals>.Foo object at 0x0368CFD0>

使用type创建类

我们知道通过type()可以知道这个对象的类型是什么,他还有一个完全不同的功能,动态的创建类。
type可以接受一个类的描述作为参数,然后返回一个类。

语法:

type(类名,由父类名称构成的元组(针对继承的情况可以为空),包含属性的字典)

MyClass = type("MyClass",(),{})
print(MyClass)
# 输出结果:
<class '__main__.MyClass'>

使用type创建带属性的类

type 接受一个字典来为类定义属性,如下所示:

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

等价于

class Foo:
  bar = True

使用type创建继承的子类

接着上面的代码,我们已经创建了一个Foo类,现在来创建一个它的子类。

FooChild = type("FooChild",(Foo,),{})
print(FooChild.bar) # # bar属性是由Foo继承而来
# 输出结果:
True

注意:

  • type的第二个参数,元组中是父类的名字,不是字符串。
  • 添加的属性是类属性,不是实例属性。

使用type创建带有方法的类

最终你会希望为你的类增加方法。只需要定义一个有着恰当签名的函数并将其作为属性赋值就可以了。

添加实例方法

def test_f(self):
  print("添加的实例方法")
Foo = type("Foo",(),{"test_f":test_f})
f = Foo()
f.test_f()
# 输出结果:
添加的实例方法

添加静态方法

@staticmethod
def test_static():
  print("添加的静态方法")
Foo = type("Foo",(),{"test_static":test_static})
Foo.test_static()
Foo.test_static()
# 输出结果:
添加的静态方法

添加类方法

@classmethod
def test_class(cls):
  print("添加的类方法")
Foo = type("Foo",(),{"test_class":test_class})
Foo.test_class()
# 输出的结果:
添加的类方法

什么是元类

元类就是用来创建类的“东西”。元类就是就是用来创建类对象的,元类就是类的类。
可以这样理解:

MyClass =  MetaClass() # 使用元类创建类对象
MyObject = MyClass() # 使用类对象创建实例对象

type函数其实就是元类。type就是在Python在背后创建所有类的元类,可以通过__class __属性来查看,__class __的功能是查看对象所在的类,它可以嵌套使用。

class A:
  pass
print(A.__class__)
a = A()
print(a.__class__)
print(a.__class__.__class__)
# 输出结果:
<class 'type'>
<class '__main__.A'>
<class 'type'>

可以看出,最后对象的类都是type元类。

Python中所有的东西,注意,我是指所有的东西——都是对象。这包括整数、字符串、函数以及类。它们全部都是对象,而且它们都是从一个类创建而来,这个类就是type。

整数:

age = 18
print(age.__class__)
print(age.__class__.__class__)
# 输出结果:
<class 'int'>
<class 'type'>

字符串:

name = "张三"
print(name .__class__)
print(name .__class__.__class__)
# 输出结果:
<class 'str'>
<class 'type'>

函数:

def f():
  pass
print(f.__class__)
print(f.__class__.__class__)
# 输出结果:
<class 'function'>
<class 'type'>

自定义元类

首先的了解一下metaclass属性,用它来指定一个元类,python会在定义的类中寻找metaclass属性,如果没找到,就到它的父类找以此类推。如果找到了,python就会用它来创建类对象,如果实在没有找到就会用内建的type来创建这个类。
metaclass中可以放type或者任何使用到type或者子类化type的东东都可以。

自定义类的主要目的:

  • 拦截类的创建
  • 修改类

使用函数实现一个自定义的元类

功能:把不是__开头的类属性名字变为大写

def upper_attr(future_class_name: str,future_class_parents: tuple,future_class_attr: dict):
  newAttr = {}
  for key,value in future_class_attr.items():
    if not key.startswith("__"):
      newAttr[key.upper()] = value
  return type(future_class_name,future_class_parents,newAttr)
class Foo(metaclass=upper_attr):
  name = "张三"
  age = 18

hasattr(Foo,"name") # 判断是否有该类属性 False
hasattr(Foo,"NAME") # True
hasattr(Foo,"age") # False
hasattr(Foo,"AGE") # True

继承type实现一个自定义元类

功能:同上

class MyMetaClass(type):
  def __new__(cls, class_name: str, class_parents: tuple, class_attr: dict):
    newAttr = {}
    for key, value in class_attr.items():
      if not key.startswith("__"):
        newAttr[key.upper()] = value
    # 方法1:通过'type'来做类对象的创建
    # return type(class_name, class_parents, newAttr)  
    # 方法2:复用type.__new__方法
    # 这就是基本的OOP编程,没什么魔法
    # return type.__new__(cls, class_name, class_parents, newAttr)  
    # 方法3:使用super方法
    return super(MyMetaClass, cls).__new__(cls, class_name, class_parents, newAttr)
class Foo(metaclass=MyMetaClass):
  name = "张三"
  age = 18
hasattr(Foo,"name") # 判断是否有该类属性 False
hasattr(Foo,"NAME") # True
hasattr(Foo,"age") # False
hasattr(Foo,"AGE") # True

效果和上面是一样的。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
python实现数通设备tftp备份配置文件示例
Apr 02 Python
Python中使用异常处理来判断运行的操作系统平台方法
Jan 22 Python
Python基于DES算法加密解密实例
Jun 03 Python
详解使用pymysql在python中对mysql的增删改查操作(综合)
Jan 18 Python
Python编程argparse入门浅析
Feb 07 Python
Python解析Excle文件中的数据方法
Oct 23 Python
python爬取内容存入Excel实例
Feb 20 Python
python使用百度文字识别功能方法详解
Jul 23 Python
Django CBV与FBV原理及实例详解
Aug 12 Python
django项目登录中使用图片验证码的实现方法
Aug 15 Python
kafka-python 获取topic lag值方式
Dec 23 Python
VS2019+python3.7+opencv4.1+tensorflow1.13配置详解
Apr 16 Python
Django shell调试models输出的SQL语句方法
Aug 29 #Python
python实现文件的分割与合并
Aug 29 #Python
Python配置文件处理的方法教程
Aug 29 #Python
浅谈django url请求与数据库连接池的共享问题
Aug 29 #Python
python 进程的几种创建方式详解
Aug 29 #Python
python 列表推导式使用详解
Aug 29 #Python
django 数据库连接模块解析及简单长连接改造方法
Aug 29 #Python
You might like
《五等分的花嫁》漫画完结!2020年10月第2期TV动画制作组换血!
2020/03/06 日漫
解析php中call_user_func_array的作用
2013/06/07 PHP
如何在php中正确的使用json
2013/08/06 PHP
PHP中file_exists函数不支持中文名的解决方法
2014/07/26 PHP
php如何执行非缓冲查询API
2016/07/22 PHP
PHP mongodb操作类定义与用法示例【适合mongodb2.x和mongodb3.x】
2018/06/16 PHP
关于Blog顶部的滚动导航条代码
2006/09/25 Javascript
Jquery实现视频播放页面的关灯开灯效果
2013/05/27 Javascript
深入理解JavaScript系列(37):设计模式之享元模式详解
2015/03/04 Javascript
window.open()实现post传递参数
2015/03/12 Javascript
JavaScript中输出信息的方法(信息确认框-提示输入框-文档流输出)
2016/06/12 Javascript
easyui datebox 时间限制,datebox开始时间限制结束时间,datebox截止日期比起始日期大的实现代码
2017/01/12 Javascript
详解ES6之用let声明变量以及let loop机制
2017/07/15 Javascript
详解如何让InstantClick兼容MathJax、百度统计等
2017/09/12 Javascript
JavaScript插件Tab选项卡效果
2017/11/14 Javascript
JS中常用的消息框总结
2018/02/24 Javascript
微信小程序签到功能
2018/10/31 Javascript
echarts统计x轴区间的数值实例代码详解
2019/07/07 Javascript
如何基于js判断浏览器版本
2020/02/20 Javascript
JavaScript使用prototype属性实现继承操作示例
2020/05/22 Javascript
如何将Node.js中的回调转换为Promise
2020/11/10 Javascript
使用graphics.py实现2048小游戏
2015/03/10 Python
Python复数属性和方法运算操作示例
2017/07/21 Python
python使用Apriori算法进行关联性解析
2017/12/21 Python
Numpy数组的保存与读取方法
2018/04/04 Python
如何用Python实现简单的Markdown转换器
2018/07/16 Python
使用Python制作简单的小程序IP查看器功能
2019/04/16 Python
python采集百度搜索结果带有特定URL的链接代码实例
2019/08/30 Python
结合OpenCV与TensorFlow进行人脸识别的实现
2019/10/10 Python
基于python 取余问题(%)详解
2020/06/03 Python
视光学专业毕业生推荐信
2013/10/28 职场文书
论文评语大全
2014/04/29 职场文书
2014年秋季开学典礼主持词
2014/08/02 职场文书
对外汉语教师推荐信
2015/03/27 职场文书
表彰大会新闻稿
2015/07/17 职场文书
jquery插件实现代码雨特效
2021/04/24 jQuery