元编程

元编程

概念:用代码来生成未来我们需要的代码,这就是元编程.
用来生成代码的程序称为元程序metaprogram，编写这种程序就称为元编程metaprogramming
Python语言能够通过反射实现元编程。

Python中
所有非object类都继承自object类
所有类的类型包括type类都是type
type类继承自object类，object类的类型也是type类

type(object) -> the object's type ，返回对象的类型，例如type(10)  

type(name, bases, dict) -> a new type 返回一个新的类型

def __init__(self):
    self.x = 1000
def show(self):
    print(self.__dict__)
XClass = type('myclass', (object,), {'a': 100, 'b': 'string', 'show': show, '__init__': __init__})
print(XClass)
print(XClass.__name__)
print(XClass.__dict__)
print(XClass.mro())
XClass().show()

[out]:<class '__main__.myclass'>
myclass
{'a': 100, 'b': 'string', 'show': <function show at 0x000001FAB5C560D0>, '__init__': <function __init__ at 0x000001FAB5C56048>, '__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'myclass' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'myclass' objects>, '__doc__': None}
[<class '__main__.myclass'>, <class 'object'>]
{'x': 1000}

可以借助type构造任何类，用代码来生成代码，这就是元编程。

class ModeMeta(type): # 继承自type
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print(cls)
        print(args)
        print(kwargs)
        print()
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)
class A(metaclass=ModeMeta):
    id = 1000
    def __init__(self):
        print('A.init~~~~~~~~~~~')
# 第二种 B继承自A后，依然是从ModelMeta的类型
class B(A):
    def __init__(self):
        print('B.init~~~~~~')
# 第三种 元类就可以使用下面的方式创建新的类
C = ModeMeta('C',(), {})
# D、E是type的实例
class D:pass # D = type('D', (), {})
E = type('E', (), {})
class F(ModeMeta):pass # F是什么？


[out]:<class '__main__.ModeMeta'>
('A', (), {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'A', 'id': 1000, '__init__': <function A.__init__ at 0x0000027CF7B86158>})
{}

<class '__main__.ModeMeta'>
('B', (<class '__main__.A'>,), {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'B', '__init__': <function B.__init__ at 0x0000027CF7B86488>})
{}

<class '__main__.ModeMeta'>
('C', (), {})
{}

------------------------------
<class '__main__.ModeMeta'> (<class 'object'>,)
<class '__main__.ModeMeta'> (<class '__main__.A'>,)
<class '__main__.ModeMeta'> (<class 'object'>,)

<class 'type'> (<class 'object'>,)
<class 'type'> (<class 'object'>,)

<class 'type'> (<class '__main__.ModeMeta'>,)

从运行结果还可以分析出 __new__(cls, *args, **kwargs) 的参数结构  

中间是一个元组 ('A', (), {'__init__': <function A.__init__ at 0x0000000000B6E598>, '__module__':
'__main__', '__qualname__': 'A', 'id': 100})
对应 (name, bases, dict)

修改代码如下

class ModelMeta(type): # 继承自type
    def __new__(cls, name, bases, dict):
        print(cls)
        print(name)
        print(bases)
        print(dict, '-------------')
        return super().__new__(cls, name, bases, dict)

从运行结果可以看出，只要元类是ModelMeta，创建类对象时，就会调用ModelMeta的__new__方法

元编程总结

元类是制造类的工厂，是用来构造类的类。
构造好元类，就可以在类定义时，使用关键字参数metaclass指定元类，可以使用最原始的metatype(name,
bases, dict)的方式构造一个类。
元类的 new() 方法中，可以获取元类信息、当前类、基类、类属性字典。