Python基础19-面向对象(高级)

• 元类（猿类）
• 自定义元类的类调用过程
• 属性查找

-曾老湿, 江湖人称曾老大。

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-多年互联网运维工作经验，曾负责过大规模集群架构自动化运维管理工作。 -擅长Web集群架构与自动化运维，曾负责国内某大型金融公司运维工作。 -devops项目经理兼DBA。 -开发过一套自动化运维平台（功能如下）： 1)整合了各个公有云API，自主创建云主机。 2)ELK自动化收集日志功能。 3)Saltstack自动化运维统一配置管理工具。 4)Git、Jenkins自动化代码上线及自动化测试平台。 5)堡垒机，连接Linux、Windows平台及日志审计。 6)SQL执行及审批流程。 7)慢查询日志分析web界面。

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元类（猿类）

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什么是元类？

源自一句话：在python中，一切皆对象，而对象 都是由类实例化得到的。

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class SchoolTeacher:
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name=name
        self.age=age
        self.gender=gender

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

tea1=SchoolTeacher('zls',18,'male')
print(type(tea1))
print(type(SchoolTeacher))
# 对象tea1是调用SchoolTeacher类得到的,如果说一切皆对象,那么SchoolTeacher也是一个对象,只要是对象,都是调用一个类实例化得到的,即SchoolTeacher=元类(...),内置的元类是type

# 关系:
# 1. 调用元类---->自定义的类
# 2. 调用自定义的类---->自定义的对象

class SchoolTeacher:
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name=name
        self.age=age
        self.gender=gender

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

# 自定义类的三个关键组成部分:
# 1. 类名
# 2. 类的基类们
# 3. 类的名称空间

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class底层原理

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# class关键字创建自定义类的底层的工作原理,分为四步
# 1. 先拿到类名:'SchoolTeacher'
# 2. 再拿到类的基类们:(object,)
# 3. 然后拿到类的名称空间(执行类体代码,将产生的名字放到类的名称空间也就是一个字典里,补充exec)
# 4. 调用元类实例化得到自定义的类: SchoolTeacher=type('SchoolTeacher',(object,),{...})



# 不依赖class关键字创建一个自定义类
# 1. 拿到类名
class_name='SchoolTeacher'
#2. 拿到类的基类们:(object,)
class_bases=(object,)
#3. 拿到类的名称空间
class_dic={}
class_body="""
school = 'QingHua'

def __init__(self,name,age,sex):
    self.name=name
    self.age=age
    self.sex=sex

def score(self):
    print('%s is scoring' %self.name)
"""

exec(class_body,{},class_dic)
print(class_dic)

#4. 调用type得到自定义的类
SchoolTeacher=type(class_name,class_bases,class_dic)

print(SchoolTeacher)
# print(SchoolTeacher.school)
# print(SchoolTeacher.score)

tea1=SchoolTeacher('zls',18,'male')
print(tea1.__dict__)

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自定义元类来控制类的产生

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## 模板
class Mymeta(type):  #但凡继承了type的类，才能称之为自定义的元类，否则就是一个普通的类
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        print(self)
        print(class_name)
        print(class_bases)
        print(class_dic)

class SchoolTeacher(object,metaclass=Mymeta): #SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,){...})
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name=name
        self.age=age
        self.gender=gender

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

## 控制类名必须是驼峰体
class Mymeta(type):
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        if class_name.islower():
            raise TypeError('名字必须是驼峰体')

class schoolteacher(object,metaclass=Mymeta): #SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,){...})
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name=name
        self.age=age
        self.gender=gender

    def score(self):
        pass
        print('%s is scoring' %self.name)



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## 控制类必须写注释
class Mymeta(type):
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        if class_name.islower():
            raise TypeError('名字必须是驼峰体')

        doc=class_dic.get('__doc__')
        if doc is None or len(doc) == 0 or len(doc.strip('n ')) == 0:
            raise TypeError('类体重必须有文档注释，且文档注释不能为空')

class SchoolTeacher(object,metaclass=Mymeta): #SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,){...})
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name=name
        self.age=age
        self.gender=gender

    def score(self):
        pass
        print('%s is scoring' %self.name)



自定义元类的类调用过程

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class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    pass

class SchoolTeacher(object): #SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,),{...})
    school = 'QingHua'

    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)
tea1=SchoolTeacher('zls',18,'male')        
tea1()

# 直接调用会报错

## 使用__call__
class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    pass

class SchoolTeacher(object): #SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,),{...})
    school = 'QingHua'

    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(self)
        print(args)
        print(kwargs)
tea1=SchoolTeacher('zls',18,'male')

tea1(1,2,a=1,b=2) #__call__(tea1,(1,2).{'a':1,'b':2})

总结:对象之所以可以调用,是因为对象的类中有一个函数__call__ 推导:如果一切皆对象,那么SchoolTeacher也是一个对象,该对象之所可以调用,肯定是这个对象的类中也定义了一个函数__call__

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class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=SchoolTeacher这个类,args=('zls',18,'male'),kwargs={}
        # 1. 先产生一个空对象
        tea_obj=self.__new__(self) #tea_obj是SchoolTeacher这个类的对象
        # 2. 执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
        self.__init__(tea_obj,*args,**kwargs)
        # 3. 返回初始化好的那个对象
        return tea_obj

class SchoolTeacher(object,metaclass=Mymeta): #SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,),{...})
    school = 'QingHua'

    #            tea_obj,'zls',18,'male'
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

tea1=SchoolTeacher('zls',18,'male') # 会触发SchoolTeacher的类(即元类)中的__call__函数
print(tea1)
print(tea1.__dict__)

实例化SchoolTeacher,或者说调用SchoolTeacher会
1.先产生一个空对象
2.执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
3.返回初始化好的那个对象
推导:调用SchoolTeacher(...)就是在调用SchoolTeacher的类中的__call__,那么在该__call__中就需要做上述三件事

自定义元类来控制类的调用(即类的实例化过程)

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class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=SchoolTeacher这个类,args=('zls',18,'male'),kwargs={}
        # 1. 先产生一个空对象
        tea_obj=self.__new__(self) #tea_obj是SchoolTeacher这个类的对象
        # 2. 执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
        self.__init__(tea_obj,*args,**kwargs)
        # print(tea_obj.__dict__)
        tea_obj.__dict__={('_%s__%s' %(self.__name__,k)):v for k,v in tea_obj.__dict__.items()}
        # 3. 返回初始化好的那个对象
        return tea_obj

class SchoolTeacher(object,metaclass=Mymeta): #SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,),{...})
    school = 'QingHua'

    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

    def score(self):
        print('%s is scoring' %self.name)

tea1=SchoolTeacher('zls',18,'male') # 会触发SchoolTeacher的类(即元类)中的__call__函数
# print(tea1)
print(tea1.__dict__)

总结，Mymeta下的__call__里的self.__new__在SchoolTeacher、Foo、Bar里都没有找到__new__的情况下，会去找object里的__new__，而object下默认就有一个__new__，所以即便是之前的类均未实现__new__,也一定会在object中找到一个，根本不会、也根本没必要再去找元类Mymeta->type中查找__new__

属性查找

我们在元类的__call__中也可以用object.__new__(self)去造对象



但我们还是推荐在__call__中使用self.__new__（self）去创造空对象，因为这种方式会检索三个类SchoolTeacher->Foo->Bar,而object.__new__则是直接跨过了他们三个

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class Mymeta(type):  # 但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    # n=444
    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=SchoolTeacher这个类
        # 1. 先产生一个空对象
        tea_obj = self.__new__(self)  # tea_obj是SchoolTeacher这个类的对象
        # print(self.__new__ is object.__new__)
        # tea_obj=object.__new__(self)

        # 2. 执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
        self.__init__(tea_obj, *args, **kwargs)
        # 3. 返回初始化好的那个对象
        return tea_obj


class Bar:
    # n = 33
    pass

class Foo(Bar):
    # n = 222
    pass

class SchoolTeacher(Foo, metaclass=Mymeta):  # SchoolTeacher=Mymeta('SchoolTeacher',(object,),{...})
    # n = 111
    school = 'QingHua'

    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name #None.name='zls'
        self.age = age
        self.sex = sex

    def score(self):
        print('%s is scoring' % self.name)

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # print('=====>')
        return super().__new__(cls)

tea1 = SchoolTeacher('zls', 18, 'male')
print(tea1)
print(tea1.__dict__)

print(SchoolTeacher.n)

print(object.__new__)

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