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面向对象之元类
一、什么是元类
- Python中一切皆为对象，对象是有类实例化生成；
- 类也是对象（类对象），生成类对象的类可称之为元类；
- 所以，元类就是来创建类对象的，可称之为类工厂；
- type是python内建元类，type是最上层的元类，也可称为一切类对象的元类
二、元类推导流程
"""推导步骤1:如何查看数据的数据类型"""
# s1 = 'hello world' # str()
# l1 = [11, 22, 33, 44] # list()
# d1 = {'name': 'jason', 'pwd': 123} # dict()
# t1 = (11, 22, 33, 44) # tuple()
# print(type(s1)) # <class 'str'>
# print(type(l1)) # <class 'list'>
# print(type(d1)) # <class 'dict'>
# print(type(t1)) # <class 'tuple'>
"""推导步骤2:其实type方法是用来查看产生对象的类名"""
# class Student:
# pass
# obj = Student()
# print(type(obj)) # <class '__main__.Student'>
"""推导步骤3:python中一切皆对象 我们好奇type查看类名显示的是什么"""
class Student:
pass
obj = Student()
print(type(obj)) # <class '__main__.Student'>
print(type(Student)) # <class 'type'>
class A:pass
class B:pass
print(type(A), type(B))
"""
结论:我们定义的类其实都是由type类产生的>>>:元类(产生类的类)
"""
三、创建类的方式
方式一：
创建方法：
直接使用class关键字创建
class Foo:
school_name = 'kangkang
def func1(self):
pass
print(Teacher)
print(Teacher.__dict__)
方式二：
创建方法：
使用元类type
type(类名， 类的父类， 类的名称空间)
cls = type('Student', (object,), {'name':'jason'})
print(cls)
print(cls.__dict__)
"""
1.手动写键值对
针对绑定方法不好定义
2.内置方法exec
能够运行字符串类型的代码并产生名称空间
"""
四、元类定制类的产生行为
通过上述推导，我们得出了我们所创建的类，其实就是type帮我们所生成的，那么我们是否可以通过继承type（元类）的方式，来研究type底层代码原理，来改修，新增条件，来定制类的生成
例如：
生成类时，类名的首字母必须大写，否则报错
推导流程：
"""
推导
1、对象是由类名加括号产生的 __init__
2、类是由元类加括号产生的 __init__
3、查看type底层源码，找到__init__
__init__(cls, what, bases=None, dict=None)
cls:元类本身
what：需要产生的类名
bases：产生类的父类
dict：类体名称空间
4、通过上述我们就可以发现what可以控制类名的产生
"""
# 1、首先生成一个类，继承元类（type）
class MyMetaClass(type):
pass
# 2、在类中，创建def __init__(self, what, bases=None, dict=None):
# 3、对限制what产生类名的条件
class MyMetaClass(type):
def __init__(self, what, bases=None, dict=None):
# 设置条件，未满足时，主动抛出异常并提示
if not what.istitle():
raise TypeError('类的首字母要大写')
# 条件满足后调用父类进行产生
super().__init__(what, bases, dict)
# 4、指定类的元类:利用关键字metaclass指定类的元类
class myclass(metaclass=MyMetaClass):
desc = '元类其实很有趣 就是有点绕'
class Student(metaclass=MyMetaClass):
info = '我是学生 我很听话'
print(Student)
print(Student.__dict__)
# 5、这个时候我们在生成MyMetaClass的子类时，就必须要遵循它的条件，否则将会报错
五、元类定制对象的产生行为
要求：
生成的对象必须使用关键字进行传参，否则将无法生成对象
推导流程：
'''
推导：
1、我们在上述学习了类的魔法方法，发现：
2、对象加括号会执行产生该对象类里的__call__
3、类加括号会执行产生该类的类里的__call__
4、观察__call__(self, *args, **kwargs):
self: 调用者本身
*args:接收位置实参
**kwargs：接收关键字实参
5、得出结论，我们需要对args进行约束就可达到条件
'''
class MyMetaClass(type):
def __call__(self, *args, **kwargs):
# 1.产生一个空对象(骨架)
# 2.调用__init__给对象添加独有的数据(血肉)
# 3.返回创建好的对象
# print(args) # ('jason', 18, 'male')
# print(kwargs) # {}
# 设置条件
if args:
# 当条件未满足时，主动抛出异常，并提升
raise TypeError("需要进行关键字传参")
# 条件满足后执行，使用super，重新调用父类
return super().__call__(*args, **kwargs)
class Student(metaclass=MyMetaClass):
def __init__(self, name, age, gender):
# print('__init__')
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
# obj = Student('jason', 18, 'male')
obj = Student(name='jason',age= 18,gender= 'male')
print(obj.__dict__)
六、元类之双下new
当我们在使用类产生对象时，类体代码种名字产生的顺序是:
__ call __ >>>： __ new __ >>>：__ init __
双下call将类名传给双下new，然后new将对象的名字传给双下init而后产生类名
得出结论：对象是由new进行产生的
class MyMetaClass(type):
def __call__(self, *args, **kwargs):
# 1.产生一个空对象(骨架)
obj = self.__new__(self)
# 2.调用__init__给对象添加独有的数据(血肉)
self.__init__(obj,*args, **kwargs)
# 3.返回创建好的对象
return obj
class Student(metaclass=MyMetaClass):
def __init__(self, name):
self.name = name
obj = Student('jason')
print(obj.name)
"""
__new__可以产生空对象
"""