元類（轉自https://zhuanlan.zhihu.com/p/23887627）

雖然Python自己很難說是面嚮對象語言，但Python中的數據模型（data model）能夠說真的是「純面向對象」。在Python的世界裏，一切皆是對象。不管是數值、字符串、序列、字典、函數、模塊、類、實例、文件等等。

元類（metaclass）是Python 2.2中引入的概念，它的做用是定製類的建立行爲。這麼解釋可能有點難理解，那麼這篇文章就經過實例，一步步解釋Python中的元類。

1. Python中一切皆對象，包括類

class Foo: def hello(self): print("hello world!") return foo = Foo() print(type(foo)) # <class '__main__.Foo'> print(type(foo.hello)) # <class 'method'> print(type(Foo)) # <class 'type'> temp = Foo # 賦值給其餘變量 Foo.var = 11 # 增長參數 print(Foo) # 做爲函數參數 

例子中type(Foo)說明Foo自己也是一個對象，能夠將其賦值給其餘對象、對其添加屬性、將其做爲函數參數傳遞等等。

2. 類的建立過程

在上邊的例子中，類Foo的建立過程當中會執行class語句，此時須要首先肯定元類（元類定製類的建立行爲）。元類的肯定過程以下：

 

• 肯定類Foo的父類是否有參數metaclass，若是沒有則：
• 肯定類Foo的父類的父類是否有參數metaclass，若是沒有則：
• 使用默認元類type（type的用法會在3中講解）。

上邊的例子中，前2項都不符合，則直接使用默認元類type。即上邊的語句至關於：

def hello(self): print("hello world") return Foo = type("Foo", (object,), {"hello": hello}) 

此時能夠看出，實際上類Foo是元類type的實例。參見文章的封面圖。

3. 動態建立類

Python中的類能夠動態建立，用的就是默認元類type。動態建立類的type函數原型爲：

type(object_or_name, bases, dict) 

這裏不過多贅述，上個章節中有介紹。舉個比較複雜的動態建立類的例子：

def init(self, name): self.name = name return def hello(self): print("hello %s" % self.name) return Foo = type("Foo", (object,), {"__init__": init, "hello": hello, "cls_var": 10}) foo = Foo("xianhu") print(foo.hello()) print(Foo.cls_var) 

 

4. 自定義元類

再一次說明實例、類和元類之間的關係：

>>> foo.__class__ # <class 'Foo'> >>> Foo.__class__ # <class 'type'> >>> type.__class__ # <class 'type'> 

foo是Foo的實例，Foo是type的實例，type的類又是type。type是默認的元類。那麼如何自定義元類呢？（注意，百分之99的工程中不會用到自定義元類，除非你對元類很是理解）

舉個例子，假設咱們須要對一個模塊中的全部函數添加做者屬性。首先自定義一個元類，自定義時，須要繼承默認元類type，並重寫其中的__new__方法：

class Author(type): def __new__(mcs, name, bases, dict): # 添加做者屬性 dict["author"] = "xianhu" return super(Author, mcs).__new__(mcs, name, bases, dict) 

對模塊中全部函數的繼承類參數中添加metaclass參數：

class Foo(object, metaclass=Author): pass foo = Foo() print(foo.author) 

注意：Python3中再也不有__metaclass__屬性以及模塊級別的__metaclass__屬性。若是一個模塊中函數較多，能夠利用正則表達式進行查找替換。

不過在平時的使用中，我發現了模塊級別有個__build_class__函數，將其改成Author，就能達到模塊級別元類的效果。但具體有哪些反作用還不太清楚，慎用！！！