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Python中使用type、metaclass动态创建方法和属性(一)
2019-04-01 00:08:54 】 浏览:311
Tags:Python 使用 type metaclass 动态 创建 方法 属性

1: type()


我们知道动态语言和静态语言最大的不同,就是函数和类的定义,不是编译时定义的,而是运行时动态创建的。


比方说我们要定义一个Person的class:


class Person(object):
    def name(self, name='linuxidc'):
        print('My name is: %s.' % name)


p = Person()
p.name()
print(type(Person))
print(type(p))


输出:


My name is: linuxidc.
<class 'type'>
<class '__main__.Person'>


Python中使用type、metaclass动态创建方法和属性 


我们说class的定义是运行时动态创建的,而创建class的方法就是使用type()函数。


type()函数既可以返回一个对象的类型,又可以创建出新的类型,比如,我们可以通过type()函数创建出Person类,而无需通过class Person(object)的定义:


# -*- coding: utf-8 -*-
def func(self, name='linuxidc'): # 自定义函数
    print('My name is: %s.' % name)


Person = type('Person', (object,), dict(name=func)) # 创建Person class


h = Person()
h.name()
print('type(Person) =', type(Person))
print('type(h) =', type(h))


输出:


My name is: linuxidc.
type(Person) = <class 'type'>
type(h) = <class '__main__.Person'>


Python中使用type、metaclass动态创建方法和属性


通过type()函数创建的类和直接写class是完全一样的,因为Python解释器遇到class定义时,仅仅是扫描一下class定义的语法,然后调用type()函数创建出class。


正常情况下,我们都用class X 来定义类,但是,type()函数也允许我们动态创建出类来,也就是说,动态语言本身支持运行期动态创建类,


这和静态语言有非常大的不同,要在静态语言运行期创建类,必须构造源代码字符串再调用编译器,或者借助一些工具生成字节码实现,本质上都是动态编译,会非常复杂。


2: metaclass


除了使用type()动态创建类以外,要控制类的创建行为,还可以使用metaclass。


metaclass,我们这样理解就是:


当我们定义了类以后,就可以根据这个类创建出实例,所以:先定义类,然后创建实例。


但是如果我们想创建出类呢?那就必须根据metaclass创建出类,所以:先定义metaclass,然后创建类。最后创建实例。


所以,metaclass允许你创建类或者修改类。换句话说,你可以把类看成是metaclass创建出来的“实例”。


正常情况下,我们不会碰到需要使用metaclass的情况,所以,以下内容我尽我所理解的描述清楚,因为基本上大家可能不会用到。


我们先看一个简单的例子,这个metaclass可以给我们自定义的MyFriend增加一个add方法:


定义FriendMetaclass,按照默认习惯,metaclass的类名总是以Metaclass结尾,以便清楚地表示这是一个metaclass:


# metaclass是创建类,所以必须从`type`类型派生:
class FriendMetaclass(type):
    def __new__(newcls, name, bases, attrs):
        attrs['add'] = lambda self, value: self.append(value)
        return type.__new__(newcls, name, bases, attrs)


定义了FriendMetaclass,我们在定义类的时候还要指示使用FriendMetaclass来定制类,传入关键字参数metaclass:


# 指示使用FriendMetaclass来定制类
class MyFriend(list, metaclass=FriendMetaclass):
    pass


当我们传入关键字参数metaclass时,魔术就生效了,它指示Python解释器在创建MyFriend时,要通过FriendMetaclass.__new__()来创建,


在此,我们可以修改类的定义,比如,加上新的方法,然后,返回修改后的定义。


__new__()方法接收到的参数依次是:


1.当前准备创建的类的对象;


2.类的名字;


3.类继承的父类集合;


4.类的方法集合。


完整代码如下:


# -*- coding: utf-8 -*-


# metaclass是创建类,所以必须从`type`类型派生:
class FriendMetaclass(type):
    def __new__(newcls, name, bases, attrs):
        attrs['add'] = lambda self, value: self.append(value)
        return type.__new__(newcls, name, bases, attrs)



# 指示使用FriendMetaclass来定制类
class MyFriend(list, metaclass=FriendMetaclass):
    pass



L = MyFriend()
L.add('乔峰')
L.add('慕容复')
L.add('鸠摩智')
L.add('玄灯大师')
print(L) # ['乔峰', '慕容复', '鸠摩智', '玄灯大师']


Python中使用type、metaclass动态创建方法和属性


动态修改有什么意义呢?直接在MyFriend定义中写上add()方法不是更简单吗?正常情况下,确实应该直接写,通过metaclass修改纯属装逼。


但是,总会遇到需要通过metaclass修改类定义的场景。ORM就是一个典型的例子。


我们知道ORM即对象-关系映射,就是把关系数据库的一行映射为一个对象,也就是一个类对应一个表,这样,写代码更简单,不用直接操作SQL语句。


要编写一个ORM框架,所有的类都只能动态定义,因为只有使用者才能根据表的结构定义出对应的类来。


让我们来尝试编写一个ORM框架。


编写底层模块的第一步,就是先把调用接口写出来。比如,使用者如果使用这个ORM框架,想定义一个User类来操作对应的数据库表User,比如我们期待他写出这样的代码:


# -*- coding: utf-8 -*-


class User(Model):
    # 定义类的属性到列的映射:
    id = IntegerField('id')
    name = StringField('username')
    email = StringField('email')
    password = StringField('passwo
Python中使用type、metaclass动态创建方法和属性(一) https://www.cppentry.com/bencandy.php?fid=54&id=216714

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