python中MetaClass的一些用法

元類在不少編程語言中都有這樣的概念，咱們都知道，類能夠建立對象，類自己也是對象，既然是對象，那麼它確定也是被創造出來的，元類就專門用來創造類對象，因而，這就給咱們提供了一種操縱或者監聽類的能力。

平時咱們建立一個類，使用的是這種方式：

class MyClass(object):
    def method(self):
        return 1


instance1 = MyClass()
print(instance1.method())

若是把類也當作一個對象，利用元類，咱們這樣建立一個類：

def method(self):
    return 1


klass = type('MyClass', (object,), {'method': method})
instance1 = klass()
print(instance1.method())

若是從寫法上看，沒什麼太大的區別，MetaClass真正有用的地方是，咱們能夠自定義元類，接下來咱們看一段代碼：

class RevealingMeta(type):
    def __new__(mcs, name, bases, namespace, **kwargs):
        print(mcs, "__new__ called")
        return super().__new__(mcs, name, bases, namespace)

    @classmethod
    def __prepare__(metacls, name, bases, **kwargs):
        print(metacls, "__prepare__ called")
        return super().__prepare__(name, bases, **kwargs)

    def __init__(cls, name, bases, namespace, **kwargs):
        print(cls, "__init__ called")
        super().__init__(name, bases, namespace)

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        print(cls, "__call__ called")
        return super().__call__(*args, **kwargs)

上邊的代碼能夠算是固定寫法了，這其中比較重要的概念是這4個方法的調用時機：

• __new__ 當某個類被建立的時候會調用
• __prepare__ 在建立類的時候，能夠傳入額外的字典class Klass(metaclass=Metaclass, extra="value"):,這個方法就是用來建立接收dict的，因此這個方法會在__new__前邊調用
• __init__ 這個方法算是對__new__的一些補充
• __call__ 這個方法會在類被建立的時候調用

咱們就利用上邊代碼建立出來的元類，建立一個類：

class RevealingMeta(type):
    def __new__(mcs, name, bases, namespace, **kwargs):
        print(mcs, "__new__ called")
        return super().__new__(mcs, name, bases, namespace)

    @classmethod
    def __prepare__(metacls, name, bases, **kwargs):
        print(metacls, "__prepare__ called")
        return super().__prepare__(name, bases, **kwargs)

    def __init__(cls, name, bases, namespace, **kwargs):
        print(cls, "__init__ called")
        super().__init__(name, bases, namespace)

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        print(cls, "__call__ called")
        return super().__call__(*args, **kwargs)


class RevealingClass(metaclass=RevealingMeta):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print(cls, "__new__ called")
        return super().__new__(cls)

    def __init__(self):
        print(self, "__init__ called")
        super().__init__()

若是這時候直接執行代碼，會打印出：

<class '__main__.RevealingMeta'> __prepare__ called
<class '__main__.RevealingMeta'> __new__ called
<class '__main__.RevealingClass'> __init__ called
<class '__main__.RevealingClass'> __call__ called

這說明，只要建立了類就會調用上邊的方法，這些方法的調用跟實例的建立沒有關係，接下來執行：

instance12 = RevealingClass()

在上邊打印的後邊，會打印出：

<class '__main__.RevealingClass'> __new__ called
<__main__.RevealingClass object at 0x104032048> __init__ called

這就是元類的基本用法了，它通常會用在不少的framework中，但也容易出錯，咱們能夠爲某個類隨意指定元類，若是該元類沒有實現這些方法，就有可能會出現崩潰。