如何领会python元类 Metaclass编程是怎样
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今天这篇给大家分享的知识是“如何理解python元类，Metaclass编程是怎样”,小编觉得挺不错的，对大家学习或是工作可能会有所帮助，对此分享发大家做个参考，希望这篇“如何理解python元类，Metaclass编程是怎样”文章能帮助大家解决问题。 动机 python语言因为工作偏向于 AI ，所以对于这门语言还停留在表面，对于 python 深层并没有接触到。 今天来聊一聊元类(metaclass) ，想必大多数人都或多或少听过元编程这个词，但是对于元编程是什么以及如何应用元编程熟悉应该不多，在 python 中的 metaclass 就是帮助 developer 实现元编程，因此产生一个想法 最近时间还算宽裕，所以想要文章认真弄一弄 从一个问题引出 MetaClass 在 python 语言中，并没有函数重载，我们下面通过一个具体例子来说明。 class A(): def f(self, x:int): print('A.f int overload',self,x) def f(self,x:str): print('A.f str overload',self,x) def f(self,x,y): print('A.f two arg overload',self,x,y) if __name__ == "__main__": a = A() a.f(1) 当执行上面代码我们会得到一个错误信息，实例化 A 类后，调用实例的 f 方法，因为在 python 语言中没有重装方法，所以 def f(self,x:str) 会覆盖之前的 def f(self, x:int), 而 def f(self,x,y) 方法会覆盖于 def f(self,x:str) 方法，所以当通过传入 1 一个参数，不会调用 def f(self,x:int) 而是调用 def f(self,x,y) 方法。 TypeError: f() missing 1 required positional argument: 'y' 那么什么是正确的姿势解决这个问题呢? 这里先不急于给出答案，当我们介绍完 metaclass 后，答案就自然浮出水面。 Metaclass 编程 想要了解 Metaclass 也就是元类，meta 在英文中超越的意思，也就是 Metaclass 是高级于 class，用于创建 class 的 class。有的时候我们需要控制类创建过程，通常创建类工作是由 type 完成的，因为 type 直接设计到 c，我们希望在 type 创建类过程插入一些自定义的东西，所以引入了 Metaclass 让某一个类创建工作不再由 type 来实现，而是由指定 class 来实现 在 python 中，我们可以通过 class 来实例化对象，不过这里要说在 python 中 class 其实也是对象。既然 class 也是对象，那么 class 的类型又是什么呢 class A: a = 1 b = "hello" def f(self): return 12 def main(): print(f'{type(2)=}') print(f'{type("hello")=}') print(f'{type([])=}') print(f'{type(A())=}') if __name__ == "__main__": main() 输出一下 2、hello 、空数组和 A 类实例的类型，结果发现他们类别分别为 int、str、list 和 A 类别。其实他们也是对象，既然是对象，那么就会有一个 class 用于创建这个类别。 type(2)=<class 'int'> type("hello")=<class 'str'> type([])=<class 'list'> type(A())=<class '__main__.A'> 接下来我们就看一下这些 class(int,str,list) 那么这些对象又是什么类别呢 class A: a = 1 b = "hello" def f(self): return 12 if __name__ == "__main__": print(f'{type(int)=}') print(f'{type(str)=}') print(f'{type(list)=}') print(f'{type(A)=}') type(int)=<class 'type'> type(str)=<class 'type'> type(list)=<class 'type'> type(A)=<class 'type'> 不难看出多有 class 的类型都是 type ，例如数字 2 的 int 的一个实例，而 int 又是 type 的一个实例。 如果大家从类似 java 这些语言开始，然后再去学习 python 可能会有这样疑问，在 python 中 type 和 class 有什么区别，他们不都是类型吗? 其实答案就是这两者在 python3 中并没有区别，可以将他们看做一个东西。 def main(): x = int() print(f'{x=}') B = type('B',(),{}) print(f'{B=}') if __name__ == "__main__": main() 不过如果进一步深入研究，两种 class 和 type 在字面上，是不同两样东西，class 作为关键字来定义类型时，是调用其构造器来做了一些初始化的工作。 def main(): x = int() print(f'{x=}') B = type('B',(),{}) print(f'{B=}') if __name__ == "__main__": main() 我们可以这样来定义一个类型 x=0 B=<class '__main__.B'> 可以用 class 方式来定义一个类 A，然后我们在用 type 方式来创建一个类，type 接受 3 个参数分别是类的名称，这里接受的字符串类型的名称、以及该类的基类，是组元的形式，接下来是就是一个属性，属性是字典形式数据，键是属性名称，值是属性值。 class A: a = 2 b = 'hello' def f(self): return 12 下面我们用 make_A 来创建一个类， 这里使用 type 来定义一个类 def make_A(): name = 'A' bases = () a = 2 b = 'hello' def f(self): return 12 namespace = {'a':a,'b':b,'f':f} A = type(name,bases,namespace) return 通过 type 创建类时候需要传入类名称 A 然后 base 是一个要创建类 A 的基类，namescpace 是类属性，是 dict 形式，键是属性名称，而值是属性值。 def make_A_more_accurate(): name = 'A' bases = () namespace = type.__prepare__(name,bases) body = ( """ a = 1 b = 'hello'
def f(self): return 12 """ ) exec(body,globals(),namespace) A = type(name,bases,namespace) return A metaclass 是继承于 type，那么 metaclass 的工作也是用于创建 class，我们可以在 metaclass 中做一些自定义的事情， 这里可能比较难理解是 __prepare__ 上网找到关于 __prepare__ 解释，暂时说一下自己认识，可能有点浅，感觉就是为类创建了一个局部的作用域。 namespace = type.__prepare__(name,bases) print(namespace) type.__prepare__ 应该是返回一个局部命名空间， exec(body,globals(),namespace) class Tut: ... tut = Tut() print(f'{type(tut)=}') print(f'{type(Tut)=}') 上面例子定义一个类，然后实例化 Tut 类得到对象 tut，接下来分别输出 tut 和 Tut 类型 type(tut)=<class '__main__.Tut'> type(Tut)=<class 'type'> 不难看出 tut 是 Tut 的实例，而 Tut 是 type 的对象 class TutMetaClass(type): ... class Tut(metaclass=TutMetaClass): ... 然后我们定义一个 TutMetaClass 继承于 type，然后将 Tut 类的 metaclass 指向 TutMetaClass ,然后 tut 类型为 Tut，而 Tut 类型为 TutMetaClass 类型 type(tut)=<class '__main__.Tut'> type(Tut)=<class '__main__.TutMetaClass'> 这篇关于“如何理解python元类，Metaclass编程是怎样”的文章就介绍到这了,更多相关的内容，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！ （编辑：银川站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
