[Python] 深入理解元类并区分元类中的init、call、new方法

最新推荐文章于 2025-03-12 11:18:59 发布

Spade_

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分类专栏： Python 文章标签： python 类

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[Python] 深入理解元类并区分元类中init、call、new方法

0. 参考书籍和元类的作用总结

本文内容参考书籍《流畅的Python》《Effective Python》《编写高质量代码：改善Python程序的91个建议》。我只是知识的搬运工，将知识进行整理，区分出其中的重点并加入自己的理解。感兴趣的最好去翻看原书的相关内容。

执行到类的代码体结束后时，会调用该类的元类中的__new__和__init__方法，利用这两个方法，可以对类做一些定制化的操作。
初始化类的实例时，会调动该类的元类中的__call__方法，利用这个方法，可以对类的实例对象做一下定制化的操作。
初始化类的实例时，__call__、__new__、__init__三个方法的执行顺序是元类的__call__、类的__new__、类的__init__。

这三点参考【6. 元类中的 init 、call、new 方法】，结合代码的执行顺序就可以理解了。

1. 元类的定义

元类是制造类的工厂，元类是用于构建类的类。 这句话很重要！！！这句话很重要！！！这句话很重要！！！

我们正常定义类是这样的：

class Person(object):
    pass

class Child(Person):
    ClassName = 'Child'
    def __init__(self, name, age):
        if age > 20:
            raise ValueError("Child's age must small than 20")
        self._name = name
        self._age = age

    def speak(self):
        print(self._name, self._age)

我们还可以使用 type 来动态创建类：

class Person(object):
    pass


ClassName = 'Child'
def __init__(self, name, age):
    if age > 20:
        raise ValueError("Child's age must small than 20")
    self._name = name
    self._age = age

def speak(self):
    print(self._name, self._age)

# type 的三个参数分别是 name、bases 和 dict。最后一个参数是一个映射，指定新类的属性名和值。
Child = type('Child', (Person,), {
   'ClassName': ClassName,
                                      '__init__': __init__,
                                      'speak': speak})
john = Child('John', 20)
john.speak()
print(Child.__dict__)  # 有 ClassName，__init__ 和 speak 属性

使用 type 关键字去拼接函数和属性来创建类，实在是不够优雅。之所以谈到这个，是为了方便我们后面理解元类是如何动态改变类的属性的。

2. 区分继承自 type 和使用 metaclass 关键字

元类从 type 类继承了构建类的能力。所有类都直接或间接地是 type 的实例，不过只有元类同时也是 type 的子类。搞清楚这句话，意思就是，元类是 type 类的子类。使用 metaclass 关键字的类并不是type 的子类。

class ClassOne(type):  # 这个是元类
    pass

class ClassTwo(metaclass=type):  # 不是元类，是用元类创建的类
    pass

class ClassThree(object, metaclass=type):   # 与ClassTwo一模一样。不是元类，是用元类创建的类
    pass

class ClassFour(ClassOne):  # 继承自元类，是元类
    pass

print(ClassOne.__mro__)
print(ClassTwo.__mro__)
print(ClassThree.__mro__)
print(ClassFour.__mro__)

(<class '__main__.ClassOne'>, <class 'type'>, <class 'object'>)
(<class '__main__.ClassTwo'>, <class 'object'>)
(<class '__main__.ClassThree'>, <class 'object'>)
(<class '__main__.ClassFour'>, <class '__main__.ClassOne'>, <class 'type'>, <class 'object'>)