[知识总结]python中元类的理解--类的创建流程(Python)

1.对python中对象的理解：

要想理解类的创建流程，首先需要理解python中对象的概念。

在python中，一切皆对象，这句话的含义可以具体化为：

1.都可以被引用

2.都可以当做函数的参数传入

3.都可以当做函数的返回值

4.都可以作为容器类的元素

2.元类的含义：

在python中创建一个类我想大家都不陌生，用class关键字就可以了：

class People:
    pass     # 仅做演示

类创建完毕后，我们就可以用这个类来实例化对象了：

p1 = People()

看见没，用类实例化对象其实就是在类名后面加上小括号调用类，这和函数的调用很像。

下面，我们的问题来了：既然在python中一切皆对象，那么作为类的People是不是也是一个对象呢？

答案是：是的！类People也是一个对象。

问题又来了，既然是对象，那么People也一定也需要一个类来实例化它，那这个类是什么呢？

这引出了我们这片文章的核心了：元类。

实例化出People这个类的类，就叫做元类。

在我们用class关键字定义People类的时候，其实在python解释器内部进行的操作是调用解释器默认的元类type来进行实例化：即People = type（），产生一个名叫People的对象，只不过这个对象有点特殊，它也是一个类，可以实例化对象。

当然，除了默认的元类，我们自己也可以创建元类，不过自建元类需要继承type类。

3.类对象的创建流程

为了理解类对象的创建流程，我们先看下面的一段代码：

print('创建我的元类：')
class MyMetaclass(type):      # 自建我们的自己的元类
    def __init__(self,name,bases,dict):
        print('init')
        super().__init__(name,bases,dict)
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('call')
        return super().__call__(*args, **kwargs)
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print('new')
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)
    pass

print('创建People类：')
class People(object,metaclass=MyMetaclass):        # 以MyMetaclass为元类创建一个类
    def __init__(self):
        print('sub_init')
        super().__init__()
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('sub_call')
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print('sub_new')
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)

他的输出结果是：

创建我的元类：
创建People类：
new
init

如上，我们可以知道，在创建类的时候，python解释器内部依次调用了元类内的__new__和__init__方法，通过查找资料可以知道：

1.__new__方法其实继承于python中默认基类object类，他的作用时新建一个空的对象=obj（这里我们为了便于叙述将其命名为obj），然后将obj传入__init__方法初始化，即obj.属性=你传入__init__的其他参数

2.需要注意的是，在如果一个类实例化的对象是类，__init__函数需要传入4个参数：self（这里就是__new__方法创建的空对象），classname（你想要创建的类的名字，用上面的例子来说就是People），classbases（你想要创建的类的基类，默认是object），classdict（你想要创建的类的名称空间，里面以字典形式保存了类的数据属性）

但是还没有结束，我们将上面的例子再扩展一下：

print('创建我的元类：')
class MyMetaclass(type):
    def __init__(self,name,bases,dict):
        print('init')
        super().__init__(name,bases,dict)
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('call')
        return super().__call__(*args, **kwargs)
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print('new')
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)
    pass

print('创建People类：')
class People(object,metaclass=MyMetaclass):
    def __init__(self):
        print('sub_init')
        super().__init__()
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('sub_call')
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print('sub_new')
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)

print('p1实例化后：')
p1 = People()
print('调用p1：')
p1()

它的输出结果是：

创建我的元类：
创建People类：
new
init
p1实例化后：
call
sub_new
sub_init
调用p1：
sub_call

从上面的结果可以看出，People类在实例化对象p1的时候， 会先调用元类MyMetaclass的__call__函数，然后再调用People类自己的__new__和__init__方法，而且后面调用p1的时候，也调用了People的__call__方法。

可见之前我们认为实例化对象的时候只调用类自己的__new__和__init__方法的结论并不完善。

结合上面的代码实验，我们可以基本看出python实例化对象的流程：

1.创建普通对象：在python中，调用一个类去实例化对象的时候，会先调用这个类的元类的__call__方法，在元类的__call__方法中，会先调用类自己的__new__方法创建空对象，然后用类自己的__init__方法初始化这个空对象，最后元类的__call__的方法将初始化后的对象返回，作为实例化结果赋值给你想赋值的对象。

2.创建类对象（类的创建流程）：基本流程同第一点，需要注意的是：当调用的对象是元类的时候（即你想生成一个类），在用__init__函数初始化的时候，空对象作为__init__函数的第一个参数传入，【你想要创建的类的名字，你想要创建的类的基类，你想要创建的类的名称空间】作为必须的后三个参数传入__init__函数，最后元类的__call__的方法将初始化后的对象返回，即你创建了一个类。