Python面試經常使用的高級用法，怎麼動態建立類？

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今天是Python專題的第16篇文章，今天咱們來聊聊Python當中的元類。

元類是Python當中的高級用法，若是你以前歷來沒見過這個術語或者是沒據說過這個概念，這是很是正常的，由於一方面它的使用頻率不高，另一方面就是它相對不太容易理解。以致於不少Python開發者都理解得不是很深刻，致使了市面上相關的資料也並不太多。我也是讀了一些大牛的代碼纔開啓了這扇新世界的大門。

一切都是對象

咱們以前的時候曾經介紹過，在Python當中一切都是對象，注意，是一切都是對象。咱們都知道對象是類實例化以後的結果，能夠簡單地將類和對象類比成模具和成品的關係。模具是類，而根據模具作出來的產品是對象。

這個比喻思想比較接近，可是不完美。由於實際當中一個模具能夠作出多個產品，一個產品只有一個模具。但編程語言當中不一樣，因爲類之間能夠繼承以及多繼承，也就是說一個對象能夠對應多個類。因此這個比喻不是特別合適，可是類和對象的關係是沒錯的。

可是這就有了一個問題，既然Python當中一切都是對象，那麼是否是說類其實也是一個對象呢？也就是說一個模具其實也是另一個模具的產品？一樣，這個模具的模具其實也是另一個模具的產品，那麼咱們一直追問下去會怎麼樣呢？

很簡單，咱們作個實驗就知道了，咱們能夠用_class__關鍵字來查看一個變量的類型，那麼咱們反覆調用就能夠查看其中的關係了：

從上面的圖中咱們能夠發現，num是int類型的變量。咱們繼續查看int這個類型的類型，獲得了type類型。而當咱們去查看type的類型的時候，會發現咱們獲得的仍是一個type的類型。

因此咱們能夠明白了，type是Python中用來建立全部類的元類，是全部模具的模具。在Python當中，咱們把一個類的類叫作元類（metaclass）。因此type就是Python當中內置的元類，咱們也能夠本身建立咱們須要的元類。經過元類，咱們建立的對象也是一個類，而不是一個實例。

動態建立類

理解了type是一切類基礎以後，再來看動態類就簡單了。動態類是動態語言最大的特性之一，做爲典型的動態語言，Python天然也是支持類型的動態建立的。

在Python當中，建立動態類型的一種方式就是經過type關鍵字。提及來有些意想不到，type函數不是用來查詢對象所屬的類型的嗎，怎麼還能夠建立類呢？

這實際上是type的另一種用法，做爲元類來建立一個類。在這種用法，type函數接收3個參數，分別是類型的名稱，父類的元組，以及一個字典。除了第一個參數以外，後面兩個參數均可覺得空。好比咱們來看一個例子：

注意，type返回的結果是一個類，而不是一個實例。因此咱們還能夠經過它建立實例：

hello = Hello()
複製代碼

這樣建立出來的是最簡單的空類，它什麼也沒有，和下面的代碼等價。

class Hello:
 pass 複製代碼

咱們也能夠在type的參數當中爲這個類填充屬性和方法：

def hello_world(self):
 print('hello')  Hello = type('Hello', (), {'hello':hello_world, 'num': 3}) 複製代碼

這樣咱們就爲Hello這個類建立了一個方法叫作hello，一個屬性num等於3。咱們能夠來調用一下試試：

也就是說咱們可使用type來根據咱們的須要自行定義類，只不過type既能夠獲取對象的類型又能夠建立新的類，看起來可能以爲有些不太直觀，可是其實這也是說得通的。咱們在Python當中經過調用str建立一個string對象，經過int來建立一個integer對象，那麼經過type則是建立一個類的對象。

實現繼承

咱們以前說了，當咱們使用type來建立類的時候，還能夠傳入父類的元組從而實現類的繼承。

好比咱們再建立一個叫作World的類繼承剛纔經過type建立出來的Hello類，而後在爲它加上額外的函數：

def say_world(self):
 print('World')  World = type('World', (Hello, ), {'world': say_world}) 複製代碼

注意這裏傳入第二個參數是父類的元組，既然是元組，那麼當元素只有一個的時候，須要加上逗號，表示這是一個元組。這樣建立出來的類和咱們經過class定義的靜態類效果是同樣的：

也就是說，咱們能夠先把函數實現，而後再根據任務的須要把這些函數組裝成新的類。顯然，這和傳統的C++以及Java這些靜態類型的語言相比，要靈活得多。

總結

咱們當然能夠經過type來建立動態建立類，可是從上面的使用過程也應該看得出來，這樣使用起來並不太方便，而且不少進階的功能很難實現。舉個簡單的例子，好比咱們想要動態地爲一個已有的類添加一些動態的方法，生成新的類。咱們使用type就很難實現。type也的確不是Python元類的主要運用，metaclass纔是王道，但因爲篇幅限制，這部分將放在下一篇文章當中。

固然，元類是一個很是高級的用法，以致於Python的創始人說99%的Python程序員並不須要用到它。因此若是你以爲理解起來很是費勁的話也沒有關係，知道這麼個概念就能夠了。

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