Python之难点元类|一句话给你安排的明明白白

最新推荐文章于 2025-11-11 18:44:26 发布

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本文深入探讨Python元类的工作原理，展示如何使用元类自定义类的生成过程，特别聚焦于Django ORM的设计思路，解释如何通过元类实现类属性的动态管理和数据库表的映射。

type生元类，元类生类，类生对象

换句话就是

道系元类解读，生就完了

话不多说上代码来理解：

def fn1(self,name='world'):
    print('Hello,%s'%name)
def fn2(self,name='world'):
    print('Hi,%s'%name)

Hello = type('Hello',(object,),dict(say_hi=fn1,hi='hello'))
Hi = type('Hello',(object,),dict(say_hi=fn2,hi='hi'))
# 生成Hello类的对象
hello1 = Hello()
hello1.say_hi()
print(hello1.hi)
print(hello1)

print('-'*50) # 华丽分割线

# 生成Hi类的对象
hello2 = Hi()
print(hello2.hi)
hello2.say_hi()
print(hello2)

结果：

Hello,world
hello
<__main__.Hello object at 0x0000022EBA06EBA8>
--------------------------------------------------
hi
Hi,world
<__main__.Hello object at 0x0000022EBA06EC50>

type（）可以产生类，那么结果就证明了，他可以定制类的名称属性方法等。可以用于创造万物。

django中的ORM，大致思路如下：

class Field(object):
    def __init__(self, column_type, primary_key, default):
        self.column_type = column_type
        self.primary_key = primary_key
        self.default = default


class StringField(Field):
    def __init__(self, column_type='varchar(32)', primary_key=False, default=None):
        super().__init__(column_type, primary_key, default)


class IntegerField(Field):
    def __init__(self,column_type='int', primary_key=False, default=0):
        super().__init__(column_type, primary_key, default)


class MyMetaClass(type):
    def __new__(cls, class_name,class_bases,class_attrs):
        if class_name == 'Models':
            return type.__new__(cls,class_name,class_bases,class_attrs)
        table_name = class_attrs.get('table_name',class_name)
        primary_key = None
        mappings = {}

        for k,v in class_attrs.items():
            if isinstance(v,Field):
                mappings[k]=v
                if v.primary_key:
                    if primary_key:
                        raise TypeError('一张表只能有一个主键')
                    primary_key = k

        print(class_attrs)

        for k in mappings.keys():
            class_attrs.pop(k)
        if not primary_key:
            raise TypeError('一张表必须有主键')
        class_attrs['table_name'] = table_name
        class_attrs['primary_key'] = primary_key
        class_attrs['mappings'] = mappings

        print(class_attrs)

        return type.__new__(cls, class_name,class_bases,class_attrs)

class Models(dict,metaclass=MyMetaClass):

    def __init__(self,**kwargs):
        super().__init__(**kwargs)

    def __getattr__(self, item):
        return self.get(item,'没有该键')

    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

    @classmethod
    def select(cls,**kwargs):
        pass

if __name__ == '__main__':
    class Teacher(Models):
        table_name = 'author'
        id = IntegerField(primary_key=True)
        name = StringField()

    a = Teacher(id=12,name='xxx')
    print(a)
    print(a.name)

结果：

{'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Teacher', 'table_name': 'author', 'id': <__main__.IntegerField object at 0x0000021E7680ECF8>, 'name': <__main__.StringField object at 0x0000021E76814438>}
{'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Teacher', 'table_name': 'author', 'primary_key': 'id', 'mappings': {'id': <__main__.IntegerField object at 0x0000021E7680ECF8>, 'name': <__main__.StringField object at 0x0000021E76814438>}}
{'id': 12, 'name': 'xxx'}
xxx

可以理解为：元类metaclass，是继承了type来控制其他类的产生的工具

然后用MyMetaClass来控制继承Model类的Teacher类，在生成类的实例的过程中，将类的同名属性id、name打包进mappings属性中，使得可以通过getattr来获取他自身字典中的值。可能还是不太明白那就继续看：

class Models(dict):

    def __init__(self,**kwargs):
        super().__init__(**kwargs)

    def __getattr__(self, item):
        return self.get(item,'没有该键')

    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

    @classmethod
    def select(cls,**kwargs):
        pass

if __name__ == '__main__':
    class Teacher(Models):
        table_name = 'author'
        id = IntegerField(primary_key=True)
        name = StringField()

    a = Teacher(id=12,name='xxx')
    print(a)
    print(a.name)

结果：

{'id': 12, 'name': 'xxx'}
<__main__.StringField object at 0x000001BD9825EDD8>

此时没有元类MyMetaClass的控制，a.name,获取到的是Teacher类的属性，是一个StringField的对象，而不是他本身字典的键对应值，问题就是这里，元类的引入就是为了解决这种问题，因为a.name会首先找本类的属性，再找父类的属性，如果在这过程中找到了，就不会继续查询，也根本不会调用重写的__getattr__方法。所以在类的创建时，通过把原先的属性隐藏起来，可以让对象去触发getattr得到自身包含的值。