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
用于业余项目的8个优秀Python库
Sep 21 Python
python 使用poster模块进行http方式的文件传输到服务器的方法
Jan 15 Python
详解Python做一个名片管理系统
Mar 14 Python
python 基于TCP协议的套接字编程详解
Jun 29 Python
Python实现二叉树的最小深度的两种方法
Sep 30 Python
Python递归及尾递归优化操作实例分析
Feb 01 Python
Python3操作读写CSV文件使用包过程解析
Apr 10 Python
k-means 聚类算法与Python实现代码
Jun 01 Python
Python3爬虫中Ajax的用法
Jul 10 Python
Python:__eq__和__str__函数的使用示例
Sep 26 Python
Python实现钉钉/企业微信自动打卡的示例代码
Feb 02 Python
Python入门之基础语法详解
May 11 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
探讨:如何编写PHP扩展
2013/06/13 PHP
PHP之浮点数计算比较以及取整数不准确的解决办法
2015/07/29 PHP
JavaScript中变量提升 Hoisting
2012/07/03 Javascript
深入理解javascript的执行顺序
2014/04/04 Javascript
node.js WEB开发中图片验证码的实现方法
2014/06/03 Javascript
jquery中one()方法的用法实例
2015/01/16 Javascript
JavaScript中eval()函数用法详解
2015/12/14 Javascript
Bootstrap表单组件教程详解
2016/04/26 Javascript
BootStrap学习笔记之nav导航栏和面包屑导航
2017/01/03 Javascript
微信小程序 数组中的push与concat的区别
2017/01/05 Javascript
在 Node.js 中使用原生 ES 模块方法解析
2017/09/19 Javascript
js插件实现图片滑动验证码
2020/09/29 Javascript
微信小程序绘制图片发送朋友圈
2019/07/25 Javascript
layui表格设计以及数据初始化详解
2019/10/26 Javascript
Element的el-tree控件后台数据结构的生成以及方法的抽取
2020/03/05 Javascript
js实现计算器功能
2020/08/10 Javascript
Python编程之列表操作实例详解【创建、使用、更新、删除】
2017/07/22 Python
python循环输出三角形图案的例子
2019/11/22 Python
python多进程使用函数封装实例
2020/05/02 Python
解决pytorch下出现multi-target not supported at的一种可能原因
2021/02/06 Python
收集的7个CSS3代码生成工具
2010/04/17 HTML / CSS
Net-A-Porter美国官网:全球时尚奢侈品名站
2017/02/11 全球购物
利用promise及参数解构封装ajax请求的方法
2021/03/24 Javascript
毕业生找工作的自我评价
2013/10/18 职场文书
酒店总经理欢迎词
2014/01/08 职场文书
教育科研先进个人材料
2014/01/26 职场文书
卫生巾广告词
2014/03/18 职场文书
我的大学生活演讲稿
2014/04/25 职场文书
责任书范本
2014/08/25 职场文书
通知函的格式
2015/04/27 职场文书
百万英镑观后感
2015/06/09 职场文书
网络营销实训总结
2015/08/03 职场文书
班主任工作总结范文
2015/08/13 职场文书
护士业务学习心得体会
2016/01/25 职场文书
2019年鼓励无偿献血倡议书
2019/09/17 职场文书
Android自定义双向滑动控件
2022/04/19 Java/Android