python 元类编程

元类：控制类行为的类

一个类定义了类实例（对象）的行为，一个元类定义了一个类的行为。

python提倡任何东西皆为对象，因此类可以看作是元类的实例。

一个类的行为可以借助一个函数来改变，那为什么要用元类呢？

原因1、语义更清晰明确。当你读SingletonMetaclass(type)时一眼便看出其意义之所在；

原因2、可以方便使用OOP编程思想。元类可以继承元类，可以扩展元类的方法，因此容易实现继承和多态等特性；

原因3、使得代码easier to read。可以更好的结构化代码；

原因4、容易下钩子。可以在魔术方法__new__, __init__ 和__call__里面植入钩子，干一些微妙的事情。

The main use case for a metaclass is creating an API.

常见的使用情况是实现单例模式。

class Singleton(type):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)
        self.__instance = None
        
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if self.__instance is None:
            self.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
            return self.__instance
        
        else:
            return self.__instance
        
class Spam(metaclass=Singleton):
    def __init__(self):
        print("Creating a single Spam")
        
if __name__ == "__main__":
    a = Spam()
    b = Spam()
    c = Spam()
    a is b
    a is c

#output
a = Spam()
Creating a single Spam

b = Spam()

c = Spam()

a is b
Out[5]: True

a is c
Out[6]: True