2020-08-18 元类和单例模式

#元类

什么是元类:python中一切皆为对象,所有的对象都是实例化或者说调用类而得到的(调用类的过程称为类的实例化)如果一切皆为对象,那么类OldboyTeacher本质也是一个对象,既然所有的对象都是调用类得到的,那么OldboyTeacher必然也是调用了一个类得到的,这个类称为元类

于是我们可以推导出===>产生OldboyTeacher的过程一定发生了:OldboyTeacher=元类(...)

我们基于python中一切皆为对象的概念分析出:我们用class关键字定义的类本身也是一个对象,负责产生该对象的类称之为元类(元类可以简称为类的类),type是内置的元类

class关键字在帮我们创建类时,必然帮我们调用了元类OldboyTeacher=type(...),那调用type时传入的参数是什么呢?就是类的关键组成部分,一个类有三大组成部分,分别是

1、类名class_name='OldboyTeacher'

2、基类们class_bases=(object,)也是父类们

3、类的名称空间class_dic,类的名称空间是执行类体代码而得到的

调用type时会依次传入以上三个参数

综上,class关键字帮我们创建一个类应该细分为以下四个过程

补充:exec的用法

#exec:三个参数

#参数一:包含一系列python代码的字符串

#参数二:全局作用域(字典形式),如果不指定,默认为globals()

#参数三:局部作用域(字典形式),如果不指定,默认为locals()

#可以把exec命令的执行当成是一个函数的执行,会将执行期间产生的名字存放于局部名称空间中

我们可以通过自定义元类控制类OldboyTeacher的创建

一个类没有声明自己的元类,默认他的元类就是type,除了使用内置元类type,我们也可以通过继承type来自定义元类,然后使用metaclass关键字参数为一个类指定元类

#只有继承了type类才能称之为一个元类,否则就是一个普通的自定义类

自定义元类可以控制类的产生过程,类的产生过程其实就是元类的调用过程,即OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...}),调用Mymeta会先产生一个空对象OldoyTeacher,然后连同调用Mymeta括号内的参数一同传给Mymeta下的__init__方法,完成初始化,于是我们可以在元类的__init__方法下来设置类的三大组成部分的规范,来通过自定义元类控制类的产生。

储备知识:__call__

#1、要想让obj这个对象变成一个可调用的对象,需要在该对象的类中定义一个方法__call__方法,该方法会在调用对象时自动触发

#2、调用obj的返回值就是__call__方法的返回值。

调用一个对象,就是触发对象所在类中的__call__方法的执行,如果把OldboyTeacher也当做一个对象,那么在OldboyTeacher这个对象的类中也必然存在一个__call__方法

所以调用类,t1=OldboyTeacher('egon',18)会做三件事

1、产生一个空对象obj

2、调用__init__方法初始化对象obj

3、返回初始化好的obj

对应着,OldboyTeacher类中的__call__方法也应该做这三件事

接下来是属性查找

属性查找应该分成两层,一层是对象层(基于c3算法的MRO)的查找,另外一个层则是类层(即元类层)的查找

#查找顺序:

#1、先对象层:OldoyTeacher->Foo->Bar->object

#2、然后元类层:Mymeta->type

我们在元类的__call__中也可以用object.__new__(self)去造对象,造的是个空对象,然后交给__init__去实例化这个对象。

下面学了实现单例模式的三种方式

#方式一:定义一个类方法实现单例模式

#方式二:定制元类实现单例模式

#方式三:定义一个装饰器实现单例模式

就是看调用类产生对象有没有参数,如果有传参数就让他正常实例化对象,如果没有参数,就让他返回实例化好的对象,不让他重复产生同样的对象,这样可以节约内存空间。

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