本文實例講述了python中metaclass原理與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：
什么是 metaclass.
metaclass (元類)就是用來創建類的類。在前面一篇文章《python動態創建類》里我們提到過，可以用如下的一個觀點來理解什么是metaclass:
MyClass = MetaClass()
MyObject = MyClass()
metaclass是python 里面的編程魔法
同時在前面一篇《python動態創建類》文章里描述動態創建class 的時候介紹了type,他允許你用如下的方法創建一個類:
MyClass = type('MyClass', (), {})
其根本原因就在于 type 就是一個 metaclass, python利用type在后面創建各種各樣的類。搞不明白的是，為什么是 "type" 而不是 "Type",可能考慮到 str 是用來創建字符串的，int 是用來 創建整形對象，所以type 用來創建 class object的，都用小寫好了。
在python中的任何東西都是對象。包括int,str,function,class等。他們都是從一個class? 創建的，我們可以通過查看 __class__ 屬性來檢查.
>>> age = 35
>>> age.__class__
>>> name = 'bob'
>>> name.__class__
>>> def foo(): pass
>>> foo.__class__
>>> class Bar(object): pass
>>> b = Bar()
>>> b.__class__
檢查__class__屬性
>>> a.__class__.__class__
>>> age.__class__.__class__
>>> foo.__class__.__class__
>>> b.__class__.__class__
發現什么了，結果都是 "type", 其實? type 就是python內置的一個metaclass.當然，你可以創建自己的metaclass. 這里有一個很重要的屬性:
__metaclass__ 屬性
當你在寫一個class的時候，你可以加入__metaclass__屬性.
class Foo(object):
__metaclass__ = something...
[...]
如果你這么做了，那么python 將調用 metaclass 去創建 Foo class, 感覺是不是讓你有點困惑呢。
python 將在你的class定義中查找__metaclass__,如果找到，就會用這個metaclass去創建Foo class,如果沒有找到，就會用 type 去創建class.如果上篇文章提到的一樣.所以，當你
class Foo(Bar):
pass
pyton 將會如下去解析：是否有__metaclass__ 在Foo 里面，如果是的，則用metaclass? 去創建一個名字為 ”Foo" 的class object. 如果沒有找到，則看其基類Bar里面是否有__metaclass__,如果基類沒有，則看所在的module 層是否有__metaclass__,如果都沒有的話，則調用 type 去創建這個類。
現在的問題是，__metaclass__ 里面到底能做什么？結論是：能創建一個class的東西。什么能創建一個class, 其實就是 type,或者type 的子類（subclass）。
自定義 metaclass
metaclass的主要目的就是在創建類的時候，做一些自動的改變。比如，打個不恰當的比方，我們打算將一個module里所有類的屬性都變成大寫的。其中一種處理辦法就是用 __metaclass__(申明在module上).
我們打算利用 metaclass 把所有的屬性變成大寫的。__metaclass__并不一定要求是一個class, 是一個可以調用的方法也是可以的。我們就從一個簡單的例子看起
def upper_attr(future_class_name, future_class_parents, future_class_attr):
"""
Return a class object, with the list of its attribute turned
into uppercase. """
# pick up any attribute that doesn't start with '__'
attrs = ((name, value) for name, value in future_class_attr.items() if not name.startswith('__'))
# turn them into uppercase
uppercase_attr = dict((name.upper(), value) for name, value in attrs)
# let `type` do the class creation
return type(future_class_name, future_class_parents, uppercase_attr)
__metaclass__ = upper_attr # this will affect all classes in the module
class Foo(): # global __metaclass__ won't work with "object" though
# but we can define __metaclass__ here instead to affect only this class
# and this will work with "object" childrend
bar = 'bip'
print hasattr(Foo, 'bar')
# Out: False
print hasattr(Foo, 'BAR')
# Out: True
f = Foo()
print f.BAR
# Out: 'bip'
現在用一個類來處理
# remember that `type` is actually a class like `str` and `int`
# so you can inherit from it
class UpperAttrMetaclass(type):
# __new__ is the method called before __init__
# it's the method that creates the object and returns it
# while __init__ just initializes the object passed as parameter
# you rarely use __new__, except when you want to control how the object
# is created.
# here the created object is the class, and we want to customize it
# so we override __new__
# you can do some stuff in __init__ too if you wish
# some advanced use involves overriding __call__ as well, but we won't
# see this
def __new__(upperattr_metaclass, future_class_name,
future_class_parents, future_class_attr):
attrs = ((name, value) for name, value in future_class_attr.items() if not name.startswith('__'))
uppercase_attr = dict((name.upper(), value) for name, value in attrs)
return type(future_class_name, future_class_parents, uppercase_attr)
顯然這不是很oop的做法，直接調用了
type
方法，而不是調用父類的
__new__
方法，下面這么做：
class UpperAttrMetaclass(type):
def __new__(upperattr_metaclass, future_class_name,
future_class_parents, future_class_attr):
attrs = ((name, value) for name, value in future_class_attr.items() if not name.startswith('__'))
uppercase_attr = dict((name.upper(), value) for name, value in attrs)
# reuse the type.__new__ method
# this is basic OOP, nothing magic in there
return type.__new__(upperattr_metaclass, future_class_name,
future_class_parents, uppercase_attr)
你可能注意到 upperattr_metaclass ,這其實就相于
self
,普通類方法里的self.一個更通用的方法如下：
class UpperAttrMetaclass(type):
def __new__(cls, name, bases, dct):
attrs = ((name, value) for name, value in dct.items() if not name.startswith('__'))
uppercase_attr = dict((name.upper(), value) for name, value in attrs)
return super(UpperAttrMetaclass, cls).__new__(cls, name, bases, uppercase_attr)
通過上面的例子可以了解metaclass了，也了解了在
__init__
方法，
__new__
方法里去做一個hook.當然還可以在
__call__
里面做文章，但更多的人喜歡在
__init__
里面修改 。
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希望本文所述對大家Python程序設計有所幫助。
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