Python實例一個類背後發生了什麼

寫在最前面

一些很重要的知識，個人寫得有點亂，也能夠去看這些文章

• Python 面向對象（初級篇）

• Python 面向對象（進階篇)

• 深入理解Python中的元類(metaclass)

首先來看一個例子,正常狀況下咱們定義而且實例一個類以下

class Foo(object):
 
    def __init__(self):
        pass
 
obj = Foo()   # obj是經過Foo類實例化的對象

上述代碼中，obj 是經過 Foo 類實例化的對象，其實，不只 obj 是一個對象，Foo類自己也是一個對象，由於在Python中一切事物都是對象。

print type(obj) # 輸出： Foo 表示，obj 對象由Foo類建立
print type(Foo) # 輸出：type表示，Foo類對象由 type 類建立

若是按照一切事物都是對象的理論：對象是經過執行Foo類的構造方法建立，那麼Foo類對象應該也是經過執行某個類的 構造方法 建立。

兩個基本的類

這裏和有必要提到一下在Python中有兩個最基本的對象，<type ‘object’> 和 <type ‘type’>，這兩個對象是全部對象的起源。

1. <type ‘type’>的類型是<type ‘type’>（它自己），<type ‘type’>的父類是<type ‘object’>

2. <type ‘object’>的類型是<type ‘type’>，<type ‘object’>沒有父類

在Python對象系統中，<type ‘object’>和<type ‘type’>的關係就像雞和蛋的關係，不能說誰先於（建立）誰，二者是相互依賴的，共同構成了Python對象系統的基礎.有點難理解,不過沒有關係,知道有種這麼兩個東西就行了,比較咱們也不是設計Python的人,沒有必要搞的那麼清楚.

類的建立

主要有兩種方式,不過本質上都是同樣的,都是經過type類來實例一個用戶類

普通方式
Python
1    class Foo(object):
2     
3        def func(self):
4            print 'hello '

特殊方式（type類的構造函數）
Python
1    def func(self):
2        print 'hello '
3     
4    Foo = type('Foo',(object,), {'func': func})
5    #type第一個參數：類名
6    #type第二個參數：當前類的基類
7    #type第三個參數：類的成員

由上面能夠看出來 , Foo類是由type類實例而來,那麼具體的建立的過程是怎麼樣的呢,接着往下面看:

來了解幾個概念

new 和 __init()和__metaclass__:

• __new__函數是實例一個類所要調用的函數,每當咱們調用obj = Foo()來實例一個類時,都是先調用__new__()

• 而後再調用__init__()函數初始化實例. __init__()在__new__()執行後執行,

• 類中還有一個屬性 __metaclass__，其用來表示該類由 誰 來實例化建立，因此，咱們能夠爲 __metaclass__ 設置一個type類的派生類，從而查看 類 建立的過程。

闡述運行過程

1. mytype產生一個叫作Foo的實例,主要的原理就是設置了,__metaclass__=MyTypoe,這樣就指定mytype類來實例foo類,若是Python沒有找到__metaclass__，它會繼續在（父類）中尋找 __metaclass__屬性，並嘗試作和前面一樣的操做。若是Python在任何父類中都找不到__metaclass__，它就會在模塊層次中去尋找__metaclass__，並嘗試作一樣的操做。若是仍是找不到__metaclass__,Python就會用內置的type來建立這個類對象。

2. mytype類中的__new__方法返回了一個對象,全部的Python實例都是這句代碼建立的type.__new__(cls,name,bases,attrs)

3. mytype的__init__()函數初始化Foo類,在這裏咱們能夠和在__new__()函數同樣設置Foo類的attr屬性,好比類中的方法,字段屬性等

4. 和Foo類的建立過程同樣,studen類繼承了Foo類,因此重複123步驟,獲得一個studen類

5. 當用戶使用Foo()或者studen()來實例類時,會默認調用類中的_new_()方法,要是之類裏面沒有這個方法就到父類裏面尋找__new__(),咱們能夠充分利用這個new函數,好比來實現Python中的單例模式,或者對類成員進行批量的修改等等.

6. 產生了一個實例後立刻執行__init__()函數,進行初始化實例,

7. 由上面的運行結果能夠看出,其中Foo和studen類的類型是<class '__main__.MyType'>,這也證實了Foo類和studen類都是由MyType實例而來…而第三個例子,能夠看出Foo2類的類型是<type 'type'>,這個並不例外,Foo2繼承了object類,(這個,仍是跳過吧,前面已經講過type和object相愛相殺的關係了)

總結

首先，你知道了類實際上是可以建立出類實例的對象。好吧，事實上，類自己也是實例，固然，它們是元類的實例。Python中的一切都是對象，它們要麼是類的實例，要麼是元類的實例，除了type。type其實是它本身的元類，在純Python環境中這可不是你可以作到的，這是經過在實現層面耍一些小手段作到的。其次，元類是很複雜的。對於很是簡單的類，你可能不但願經過使用元類來對類作修改。你能夠經過其餘兩種技術來修改類：

1. Monkey patching

2. class decora