[Python]元类和__metaclass_

本文介绍了元类的基本概念及其在Python中的应用。通过两个实例演示了如何使用元类来控制类的创建过程，包括类的初始化及特定方法的覆盖。

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一、元类是什么

元类让你来定义某些类是如何被创建的，从根本上说，赋予你如何创建类的控制权(你甚至不用去想类实例层面的东西)。从根本上说，你可以把元类想成一个类中类，或是一个类，它的实例是其他类。

二、使用元类

元类一般用于创建类。在执行类定义时，解释器必须要知道这个类的正确的元类。解释器会先寻找类属性__metaclass__，如果此属性存在，就将这个属性赋值给此类作为它的元类。如果此属性没有定义，它会向上查找父类中的__metaclass__。所有新风格的类如果没有任何父类，会从对象或类型中继承(type(object)当然是类型)。如果还没有发现__metaclass__属性，解释器会检查名字为__metaclass__的全局变量；如果它存在，就使用它作为元类。否则，这个类就是一个传统类，并用types.ClassType作为此类的元类。(注意：在这里你可以运用一些技巧……如果你定义了一个传统类，并且设置它的__metaclass__=type，并且你是在将它升级为一个新风格的类)。

在执行类定义的时候，将检查此类的正确的(一般是默认的)元类，元类(通常)传递三个参数(到构造器)：类名、从基类继承数据的元组和(类的)属性字典。

元类实例一：

#! /usr/bin/env python
#coding=utf-8
from time import ctime

print "*** welcom to metaclasses!"
print "\tmetaclass declartion first."

class  MetaC(type):
    def __init__(cls,name,bases,attrdict):
        super(MetaC,cls).__init__(name,bases,attrdict)
        print "*** Created class %r at : %s"%(name,ctime())
        
print '\tClass "Foo" declaration next.'
class Foo(object):
    __metaclass__ = MetaC
    def __init__(self):
        print "*** Instantiated class %r at :%s" %(
        self.__class__.__name__,ctime())

print '\tClass "Foo" instantiation next.'
f = Foo()
print "\tDone."

>>>

*** welcom to metaclasses!
metaclass declartion first.
Class "Foo" declaration next.
*** Created class 'Foo' at : Mon Jul 21 22:57:15 2014
Class "Foo" instantiation next.
*** Instantiated class 'Foo' at :Mon Jul 21 22:57:15 2014
Done.

元类实例二：

from warnings import warn
class ReqStrSugRepr(type):
    
    def __init__(cls,name,bases,attrd):
        super(ReqStrSugRepr,cls).__init__(name,bases,attrd)
        
        if '__str__' not in attrd:
            raise TypeError("Class requires overiding of __str__()")
        
        if '__repr__' not in attrd:
            warn("Class suggests overriding of __repr__()\n",stacklevel=3)
            
print "*** Defined ReqStrSugRepr(meta) class."

class Foo(object):
    __metaclass__ = ReqStrSugRepr
    def __str__(self):
        return "Instance of class:",\
        self.__class__.__name__
    def __repr__(self):
        return self.__class__.__name__
    
print "*** Defined Foo class. #both __str__ and __repr__ defined."

class Bar(object):
    __metaclass__ = ReqStrSugRepr
    
    def __str__(self):
        return "Instance of class:",\
        self.__class__.__name__
        
print "*** Defined Bar class. # no __repr__ defined."

class FooBar(object):
    __metaclass__ = ReqStrSugRepr
    
print "*** Defined FooBar class.# no __str__ or __repr__ defined."

>>>

*** Defined ReqStrSugRepr(meta) class.

*** Defined Foo class. #both __str__ and __repr__ defined.
*** Defined Bar class. # no __repr__ defined.
sys:1: UserWarning: Class suggests overriding of __repr__()

Traceback (most recent call last):
File "E:\Papanikolaou\Python\MetaClassPractice.py", line 59, in <module>
class FooBar(object):
File "E:\Papanikolaou\Python\MetaClassPractice.py", line 33, in __init__
raise TypeError("Class requires overiding of __str__()")
TypeError: Class requires overiding of __str__()

REF:Core Python Programming