Python 什么是元类？

在Python中，元编程被定义为程序影响本身的能力。这是通过使用Python中的元类来实现的。

Python中的元类

元类是所有Python代码中默认存在的OOP概念。Python通过使用关键字 type 来提供创建自定义元类的功能。type是一个元类，其实例是类。Python中创建的任何类都是type元类的一个实例。

type() 函数可以动态地创建类，因为调用type()会创建type元类的新实例。

句法

使用type()创建类的句法如下所示 –

class name = type(⁢name>, ⁢bases>, ⁢dct>

其中：

<⁢name> 是类名。

<⁢bases> 定义一个元素为类的元组，从中类将继承。

<⁢dct> 定义了一个命名空间字典，其中包含类的定义。

示例1

这是最简单的类定义，因为参数 bases 和 dct 都是空的，因此没有继承和命名空间字典。

DemoClass = type('DemoClass', (), {})
obj = DemoClass()
print(obj)

输出

以上代码的输出会生成一个变量DemoClass，该变量包含对类的引用。

<__main__.DemoClass object at 0x7fde96524240>

示例2

在下面的示例中，第二个参数 bases 是一个由元组组成的元组，其中有一个名为Demo的元素，从中类Demo2继承。

class Demo:
   pass

Demo2 = type('Demo2', (Demo,), dict(attribute=10))
obj = Demo2()
print(obj.attribute)
print(obj.__class__)
print(obj.__class__.__bases__)

输出

在以上程序的输出中，打印属性将给出10，因为它被存储在 dct 参数中。打印类将输出Demo2，因为它是派生类，而打印基类将给出Demo，因为它在 bases 参数中存在。

10
class '__main__.Demo2'>
(class '__main__.Demo'>,)

示例3

在下面的示例中， dct 参数具有attribute和attribute_value两个参数，它们充当Demo类的方法。

Demo = type('Demo', (), {
    'attribute': 10,
    'attribute_value': lambda obj: obj.attribute
})
obj = Demo()
print(obj.attribute)
print(obj.attribute_value())

输出

以上程序在中给予属性值为10，而 attribute_value 是调用了有赋值为10的 attribute 变量的方法，因此两个实例均返回10。

10
10

示例4

以下示例中在中为 attribute_value 赋值外部创建的函数来替换 lambda，因为 lambda 只能执行简单操作。

def s(obj):
   print('Attribute value =', obj.attribute)
Demo = type('Demo',(),
   {
      'attribute': 10,
      'attribute_value': s
   }
)
object = Demo()

print(object.attribute)
object.attribute_value()

输出

输出结果中，attribute 和 attribute_value 两个实例的输出值均为10，因为 attribute 变量的值为10，当调用 attribute_value 时会获取到外部分配的函数 s。程序然后执行函数 s，运行 attribute_value 的 print 语句。

10
Attribute value = 10

Python 中的自定义元类

Python 允许通过在创建新类时将 type 作为参数来创建自定义元类。元类也称为类工厂，因为它们可以用作创建类的模板。

创建自定义元类的示例

在此示例中，MetaClass 是一个自定义元类，因为它继承自 type，而 type 本身就是一个元类。这允许创建 new()，它执行以下操作−

调用父元类 type 通过 super() 来创建新类
为该类创建自定义属性
返回创建的类

MetaClass 然后可以作为 CustomClass 的创建模板，因此 CustomClass 继承了 MetaClass 的属性。

示例

下面是创建自定义元类的示例−

class MetaClass(type):
   def __new__(self,name,base,dct):
      obj = super().__new__(self,name,base,dct)
      obj.attribute = 10
      return obj

# MetaClass 作为 CustomClass 的模板
class CustomClass(metaclass = MetaClass):
   pass
print<(CustomClass.attribute)