什么是Metaclasses?你用它们用于什么?

>>> Class(...)
instance

>>> Metaclass(...)
Class

>>> type('Foo', (object,), {}) # requires a name, bases, and a namespace
<class '__main__.Foo'>

每当你创建一个类时,你都会使用一个类型:

class Foo(object): 
    'demo'

>>> Foo
<class '__main__.Foo'>
>>> isinstance(Foo, type), isinstance(Foo, object)
(True, True)

name = 'Foo'
bases = (object,)
namespace = {'__doc__': 'demo'}
Foo = type(name, bases, namespace)

>>> Foo.__dict__
dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Foo' objects>, 
'__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' 
of 'Foo' objects>, '__doc__': 'demo'})

(在 __dict__: __module__ 类的内容上有一个侧笔记,因为类必须知道它们在哪里定义,而 __dict__ 和 __weakref__ 是因为我们不定义 __slots__ - 如果我们定义 __slots__ 我们会在例子中节省一些空间,因为我们可以通过排除它们来排除 __dict__ 和 __weakref__。

>>> Baz = type('Bar', (object,), {'__doc__': 'demo', '__slots__': ()})
>>> Baz.__dict__
mappingproxy({'__doc__': 'demo', '__slots__': (), '__module__': '__main__'})

我们可以像任何其他类定义一样扩展类型:

>>> Foo
<class '__main__.Foo'>

class Type(type):
    def __repr__(cls):
        """
        >>> Baz
        Type('Baz', (Foo, Bar,), {'__module__': '__main__', '__doc__': None})
        >>> eval(repr(Baz))
        Type('Baz', (Foo, Bar,), {'__module__': '__main__', '__doc__': None})
        """
        metaname = type(cls).__name__
        name = cls.__name__
        parents = ', '.join(b.__name__ for b in cls.__bases__)
        if parents:
            parents += ','
        namespace = ', '.join(': '.join(
          (repr(k), repr(v) if not isinstance(v, type) else v.__name__))
               for k, v in cls.__dict__.items())
        return '{0}(\'{1}\', ({2}), {{{3}}})'.format(metaname, name, parents, namespace)
    def __eq__(cls, other):
        """
        >>> Baz == eval(repr(Baz))
        True            
        """
        return (cls.__name__, cls.__bases__, cls.__dict__) == (
                other.__name__, other.__bases__, other.__dict__)

>>> class Bar(object): pass
>>> Baz = Type('Baz', (Foo, Bar,), {'__module__': '__main__', '__doc__': None})
>>> Baz
Type('Baz', (Foo, Bar,), {'__module__': '__main__', '__doc__': None})

但是,与 eval(repr(Class))的进一步检查是不可能的(因为函数将是相当不可能从他们的默认 __repr__ 的 eval 。

from collections import OrderedDict

class OrderedType(Type):
    @classmethod
    def __prepare__(metacls, name, bases, **kwargs):
        return OrderedDict()
    def __new__(cls, name, bases, namespace, **kwargs):
        result = Type.__new__(cls, name, bases, dict(namespace))
        result.members = tuple(namespace)
        return result

class OrderedMethodsObject(object, metaclass=OrderedType):
    def method1(self): pass
    def method2(self): pass
    def method3(self): pass
    def method4(self): pass

>>> OrderedMethodsObject.members
('__module__', '__qualname__', 'method1', 'method2', 'method3', 'method4')

>>> inspect.getmro(OrderedType)
(<class '__main__.OrderedType'>, <class '__main__.Type'>, <class 'type'>, <class 'object'>)

而且它大约有正确的回报(除非我们能找到代表我们的功能的方式,否则我们就不能再评估):

>>> OrderedMethodsObject
OrderedType('OrderedMethodsObject', (object,), {'method1': <function OrderedMethodsObject.method1 at 0x0000000002DB01E0>, 'members': ('__module__', '__qualname__', 'method1', 'method2', 'method3', 'method4'), 'method3': <function OrderedMet
hodsObject.method3 at 0x0000000002DB02F0>, 'method2': <function OrderedMethodsObject.method2 at 0x0000000002DB0268>, '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'OrderedMethodsObject' objects>, '__doc__': None, '__d
ict__': <attribute '__dict__' of 'OrderedMethodsObject' objects>, 'method4': <function OrderedMethodsObject.method4 at 0x0000000002DB0378>})

类型实际上是一类 - 创建另一个类的类型. 大多数类型是类型的子类型. 类型接收新类作为其第一个论点,并提供到类对象的访问,如下所述的细节:

>>> class MetaClass(type):
...     def __init__(cls, name, bases, attrs):
...         print ('class name: %s' %name )
...         print ('Defining class %s' %cls)
...         print('Bases %s: ' %bases)
...         print('Attributes')
...         for (name, value) in attrs.items():
...             print ('%s :%r' %(name, value))
... 

>>> class NewClass(object, metaclass=MetaClass):
...    get_choch='dairy'
... 
class name: NewClass
Bases <class 'object'>: 
Defining class <class 'NewClass'>
get_choch :'dairy'
__module__ :'builtins'
__qualname__ :'NewClass'

注:

请注意,课堂在任何时候都没有被暂停;创建课堂的简单行为引发了金属课堂的执行。

上面的答案是正确的。

但读者可能来到这里寻找关于类似名称的内部课程的答案,他们在受欢迎的图书馆,如Django和WTForms。

相反,这些是班级的命令之内的名称空间,它们是用内部班级为可读性而建造的。

在这个特殊的例子领域,抽象是显而易见地与作者模型的领域分开。

from django.db import models

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    email = models.EmailField()

    class Meta:
        abstract = True

另一个例子是WTForms的文档:

from wtforms.form import Form
from wtforms.csrf.session import SessionCSRF
from wtforms.fields import StringField

class MyBaseForm(Form):
    class Meta:
        csrf = True
        csrf_class = SessionCSRF

    name = StringField("name")

这个合成不会在Python编程语言中得到特别的处理. Meta 不是这里的一个关键词,也不会引发 meta 类行为. 相反,第三方图书馆代码在 Django 和 WTForms 等包中,在某些类的构建者和其他地方读到这个属性。

这些声明的存在改变了具有这些声明的类别的行为. 例如,WTForms 阅读 self.Meta.csrf 以确定表格是否需要一个 csrf 字段。

我看到一个有趣的使用案例在一个名为类用途的包中,它检查是否所有类变量在顶部案例格式(方便有统一逻辑的配置类),并检查是否没有例子级方法在课堂上。

Metaclasses 是做“类”的工作的秘密酱油,新风格对象的默认 metaclass 被称为“类型”。

class type(object)
  |  type(object) -> the object's type
  |  type(name, bases, dict) -> a new type

Metaclasses 取 3 args. 'name', 'bases' 和 'dict'

查找这个例子类定义中的名称、基础和字符号来源于哪里。

class ThisIsTheName(Bases, Are, Here):
    All_the_code_here
    def doesIs(create, a):
        dict

def test_metaclass(name, bases, dict):
    print 'The Class Name is', name
    print 'The Class Bases are', bases
    print 'The dict has', len(dict), 'elems, the keys are', dict.keys()

    return "yellow"

class TestName(object, None, int, 1):
    __metaclass__ = test_metaclass
    foo = 1
    def baz(self, arr):
        pass

print 'TestName = ', repr(TestName)

# output => 
The Class Name is TestName
The Class Bases are (<type 'object'>, None, <type 'int'>, 1)
The dict has 4 elems, the keys are ['baz', '__module__', 'foo', '__metaclass__']
TestName =  'yellow'

现在,一个实际上意味着什么的例子,这将自动使列表中的变量“属性”设置在课堂上,并设置为无。

def init_attributes(name, bases, dict):
    if 'attributes' in dict:
        for attr in dict['attributes']:
            dict[attr] = None

    return type(name, bases, dict)

class Initialised(object):
    __metaclass__ = init_attributes
    attributes = ['foo', 'bar', 'baz']

print 'foo =>', Initialised.foo
# output=>
foo => None

请注意,启动者获得的魔法行为是通过拥有金属类的 init_属性而没有转移到启动者的子类。

这里是一个更具体的例子,显示如何可以创建一个在创建一个类时执行一个行动的甲型类的“类型”。

class MetaSingleton(type):
    instance = None
    def __call__(cls, *args, **kw):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super(MetaSingleton, cls).__call__(*args, **kw)
        return cls.instance

class Foo(object):
    __metaclass__ = MetaSingleton

a = Foo()
b = Foo()
assert a is b

在Python中,一类是指一个子类的子类,它决定一个子类的行为方式;在Python中,一类是另一个子类的例子;在Python中,一类是指一个子类的例子将如何行事。

由于甲基层负责类型,所以你可以写自己的自定义甲基层来改变类型是通过执行额外的操作或注射代码创建的方式。