详细讲解Python中的元类及其用法-Python教程-PHP中文网

详细讲解Python中的元类及其用法

巴扎黑

发布： 2017-07-20 09:30:33

原创

1696人浏览过

1、用元类验证子类

每当我们定义新类的时候，元类就会运行雅正代码，以确保这个新类符合规定的规范。
python系统把子类的class语句处理完毕，就会调用元类的 __new__ 方法。元类可以通过 __new__ 方法，获取子类、孙子类的名称，父亲及属性。
这样使得我们不需要将验证代码放在本类 __init__ 方法中，等到构建对象再验证。

下例中，定义一个边数小于3的子类，class语句一结束，元类的验证代码就会拒绝这个class。

class ValidatePolygon(type):
    def __new__(meta, name, bases, class_dict):
        # Don't validate the abstract Polygon class
        if bases != (object,):
            if class_dict['sides'] < 3:
                raise ValueError('Polygons need 3+ sides')
        return type.__new__(meta, name, bases, class_dict)

class Polygon(object, metaclass=ValidatePolygon):
    sides = None  # Specified by subclasses

    @classmethod
    def interior_angles(cls):
        return (cls.sides - 2) * 180

class Triangle(Polygon):
    sides = 3

print(Triangle.interior_angles())

登录后复制

2、用元类注册子类

每次从基类中继承子类时，基类的元类都可以自动运行注册代码。
这在需要反向查找 ‘reverse lookup’ 时很有用，使得在简单标识符和对应的类之间，建立映射关系。
依然利用的是class语句执行完，自动调用元类的 __new__ 方法。

import json 

registry = {}

def register_class(target_class):
    registry[target_class.__name__] = target_class

def deserialize(data):
    params = json.loads(data)
    name = params['class']
    target_class = registry[name]
    return target_class(*params['args'])


class Meta(type):
    def __new__(meta, name, bases, class_dict):
        cls = type.__new__(meta, name, bases, class_dict)
        register_class(cls)
        return cls


class Serializable(object):
    def __init__(self, *args):
        self.args = args

    def serialize(self):
        return json.dumps({
            'class': self.__class__.__name__,
            'args': self.args,
        })

    def __repr__(self):
        return '%s(%s)' % (
            self.__class__.__name__,
            ', '.join(str(x) for x in self.args))


class RegisteredSerializable(Serializable, metaclass=Meta):
    pass


class Vector3D(RegisteredSerializable):
    def __init__(self, x, y, z):
        super().__init__(x, y, z)
        self.x, self.y, self.z = x, y, z


v3 = Vector3D(10, -7, 3)
print('Before:    ', v3)
data = v3.serialize()
print('Serialized:', data)
print('After:     ', deserialize(data))

print(registry)

登录后复制

3、用元类注解类的属性

使用元类像是在 class 语句上放置了挂钩，class语句处理完毕，挂钩就会立刻触发。
下列中借助元类设置了 Filed.name 和 Filed.name。

class Field(object):
    def __init__(self):
        # These will be assigned by the metaclass.
        self.name = None
        self.internal_name = None
        
    def __get__(self, instance, instance_type):
        if instance is None: return self
        return getattr(instance, self.internal_name, '')

    def __set__(self, instance, value):
        setattr(instance, self.internal_name, value)


class Meta(type):
    def __new__(meta, name, bases, class_dict):
        for key, value in class_dict.items():
            if isinstance(value, Field):
                value.name = key
                value.internal_name = '_' + key
        cls = type.__new__(meta, name, bases, class_dict)
        return cls


class DatabaseRow(object, metaclass=Meta):
    pass


class BetterCustomer(DatabaseRow):
    first_name = Field()
    last_name = Field()
    prefix = Field()
    suffix = Field()


foo = BetterCustomer()
print('Before:', repr(foo.first_name), foo.__dict__)
foo.first_name = 'Euler'
print('After: ', repr(foo.first_name), foo.__dict__)

登录后复制

元类总结就到这里，自己也没有完全理解清楚。
希望对此有深刻理解的pythoner留言。

佳蓝智能应答系统

类似智能机器人程序，以聊天对话框的界面显示，通过输入问题、或点击交谈记录中的超链接进行查询，从而获取访客需要了解的资料等信息。系统自动保留用户访问信息及操作记录。后台有详细的设置和查询模块。适用领域：无人职守的客服系统自助问答系统智能机器人开发文档、资源管理系统……基本功能：设置对话界面的显示参数设置各类展示广告根据来访次数显示不同的欢迎词整合其他程序。