元类(metaclass)
简单地说，元类就是一个能创建类的类，而类class 是由type创建的，class可以创建对象
type与object的关系详见：python中type和object
1.type动态创建类：
def __init__(cls, what, bases=None, dict=None):
# known special case of type.__init__
"""
type(object_or_name, bases, dict)
type(object) -> the object's type
type(name, bases, dict) -> a new type
# (copied from class doc)
"""
pass
从type源码可以看出，type接受3个参数，第一个是要创建的类名，第二个参数是接受一个tuple(这个类所继承的基类)，第三个参数接受一个dict(这个类的属性)
class BaseResource:
def check_resource(self):
return "base class" def paper_edit(self):
return "edit paper..." if __name__=="__main__":
Paper = type(
"Paper",
(BaseResource,),
{
"name":"paper_name",
"paper_edit":paper_edit
}
)
paper = Paper()
print(paper.check_resource())
print(paper.name)
print(paper.paper_edit())
result：
base class
paper_name
edit paper...
上例可以看到，使用type创建了Paper类，BaseResource是Paper的基类，paper有name属性和paper_edit方法
2.metaclass控制类对象的生成
对于python中类的实例化过程
(1). 首先寻找类中的metaclass
(2).如果找不到则找其父类的metaclass
(3).如果父类也找不到metaclass，则找其模块中的 如抽象类 找abc模块的 抽象类详见：Python抽象类
(4).在都找不到metaclass的情况下，使用type生成类
class BaseMetaClass(type):
def __new__(cls, name, bases, dict_agrs):
upper_dict = dict(
(arg_name.upper(), arg_val)
for arg_name, arg_val in dict_agrs.items()
)
return super().__new__(cls, name, bases, upper_dict) class Paper(metaclass=BaseMetaClass):
name = "aaa" print("hasattr(Paper, 'name'):{}".format(hasattr(Paper, 'name')))
print("hasattr(Paper, 'NAME'):{}".format(hasattr(Paper, 'NAME')))
BaseMetaClass的父类是type，实现了type的__new__方法，将type()方法的第三个参数(类的属性)做属性名大写转换， Paper类中定义了metaclass，在生成Paper类前会先去执行metaclass，即name="Paper" bases=() dict_agrs = {"name":"aaa"}, dict_agrs 执行大写转换后变成 {"NAME":"aaa"},即：Paper = type("Paper" ,() ,{"NAME":"aaa"})
result
hasattr(Paper, 'name'):False
hasattr(Paper, 'NAME'):True
3.使用元类实现单例模式
class SingletonMetaClass(type):
__instance = None def __call__(cls, *args, **kwargs):
if cls.__instance is None:
cls.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
print(cls.__instance)
return cls.__instance class Singleton(metaclass=SingletonMetaClass):
pass singleton1 = Singleton()
singleton2 = Singleton()
print(id(singleton1))
print(id(singleton2))
Singleton类在生成时先调用SingletonMetaClass，Singleton作为SingletonMetaClass的一个实例，
执行Singleton()时，会调用__call__方法(__call__让实例能像函数一样调用)，__call__在Singleton类实例化(__new__和__init)之前调用，执行Singleton2时，直接返回之前存储在类属性cls._instance中的实例。
result
<__main__.Singleton object at 0x7fbd720fd978>
<__main__.Singleton object at 0x7fbd720fd978>
140451639187832
140451639187832