这篇文章中总结了 Python 中面向对象的一些知识,在结尾处我们谈到了类对象和实例对象,实例对象是由类对象创建出来的,那么类对象是由什么创建出来的呢?这就是今天要总结的元类。
类对象的创建时机
类是什么时候创建的呢?我们可以进行一下验证:
class Test(object):
print("我被创建啦!!")
运行代码:
我被创建啦!!
上例中,我们并没有做任何调用操作,Test
类内部的代码自动执行了,也就是说,当解释器执行到 class
关键字的时候,类就开始创建了。
动态创建类
我们也可以将类的创建放在条件判断中,以根据不同的条件创建类:
def createClass(flag):
if flag:
class Foo(object):
print("Foo 被创建啦")
return Foo
else:
class Boo(object):
print("Boo 被创建啦")
return Boo
createClass(True)
运行结果:
Foo 被创建啦
type
除了使用上面的条件判断,我们还可以使用 type
函数动态创建类。是的,除了判断变量的类型之外,我们还可以使用 type
函数动态创建类,使用方法如下:
类对象 = type("类名", 父类对象, 类属性)
其中父类对象是一个包含了父类的元组,类属性是一个包含了属性的字典。
看一下代码:
# 定义 __str__ 方法
def __str__(self):
return "我是 Test 类"
# 动态创建 Test 类
Test = type("Test",(),{"__str__":__str__})
# 创建类实例
print(Test())
运行结果:
我是 Test 类
元类
上面我们使用 type
函数动态创建了一个类 Test
,使用 type
可以创建类对象,我们称它为元类。所有类的元类都是 type
(包括 type
自身)。
__class__
使用 __class__
属性可以查看一个对象的创建者,类也是对象,因此我们也可以使用 __class__
查看类的元类:
class Test(object):
pass
print(Test().__class__)
print(Test.__class__)
print(type.__class__)
print(object.__class__)
运行效果:
<class '__main__.Test'>
<class 'type'>
<class 'type'>
<class 'type'>
可见,所有类的元类都是 type
,包括 type
自身和 object
。
metaclass
除了在外部使用 type
动态创建类之外,我们还可以在类的内部指定其的创建方式,这就需要使用
metaclass
,metaclass
是一个函数,在类创建时传入。该函数接受三个参数:
- 类名
- 父类
- 类内部的属性
我们来看下实现代码:
def createClass(cls_name,cls_parent,cls_attr):
attr = {}
for k,v in cls_attr.items():
if not k.startswith("__"):
# 处理非私有属性
# 将属性名转化为大写
attr[k.upper()] = v
else:
# 处理非私有属性
# 将属性名转化为大写
attr["%s%s"%(cls_name,k.upper())] = v
# 返回一个类,该类仍然由 type 创建
return type(cls_name,cls_parent,attr)
class Test(object,metaclass = createClass):
name = "Test"
privateAttr = "10086"
# 创建类的实例
t = Test()
通过指定 metaclass
,我们可以规定 Test
类的创建方法,在 createClass
方法中,我们对属性名进行大写转换,并进行了私有化的处理。最后返回一个使用 type
动态创建的类。
我们对类属性进行了大写转化,因此使用原始的属性名将获取不到数据:
...
# 创建类的实例
t = Test()
print(t.name)
运行结果:
Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\Charley\Desktop\py\py.py", line 21, in <module>
print(t.name)
AttributeError: 'Test' object has no attribute 'name'
我们使用大写的属性名可以正常获取数据:
...
# 创建类的实例
t = Test()
print(t.NAME)
运行结果:
Test
Python2 中的 __metaclass__
上面的 metaclass
是 Python3 中的创建方式,在 Python2 中,需要改为 __metaclass__
属性。
下面是 Python2 中的参考代码:
def createClass(cls_name,cls_parent,cls_attr):
attr = {}
for k,v in cls_attr.items():
if not k.startswith("__"):
# 处理非私有属性
# 将属性名转化为大写
attr[k.upper()] = v
else:
# 处理非私有属性
# 将属性名转化为大写
attr["%s%s"%(cls_name,k.upper())] = v
# 返回一个类,该类仍然由 type 创建
return type(cls_name,cls_parent,attr)
class Test:
__metaclass__ = createClass()
name = "Test"
privateAttr = "10086"
# 创建类的实例
t = Test()
print(t.NAME)
总结
本文主要介绍了元类的知识点,下面是一些总结:
- 类也是对象,叫做类对象,创建类对象的类叫做元类
- 类可以动态创建
-
type
是所有类包括其自身的元类 - 在类中可以使用
metaclass
(Python3)和__metaclass__
(Python2)定义类的创建方式
完。