面向对象编程——Object Oriented Programming,简称OOP,是一种以对象为中心的程序设计思想。很多高级开发语言都是面向对象的,例如,如雷贯耳的Java、谷歌新推的Kotlin、开发iOS的Objective-C、苹果新推的Swift,以及C++、C#等都是面向对象的。Python也不例外,这篇文章将介绍python中类的创建。

一,常见的创建方式

在python中,最为常用也是最为简单的创建类的方式便是通过关键字 ‘class’ 进行创建,在python3中通常会继承 object 类,下面我们来通过class创建一个类Foo1,并实例化一个对象obj1:

class Foo1(object):v1 = 123def __init__(self):print("创建Foo1")obj1 = Foo1()#输出 "创建Foo1" 

在Foo1中,我们定义了它的 __init__() 方法,作为python预定义的构造函数,在对类进行实例化时会自动执行这个方法。

二,使用type创建类

type()函数最常见的用法便是查看变量的类型,如:

arr=[1,2,3,4]print(type(arr))#输出 ""

而当使用type函数查看类和实例后的类对象的类型时:

class Foo1(object):passobj1 = Foo1()print(type(Foo1))#输出 print(type(obj1))#输出 

可以发现,类Foo1的类型为 ‘type’ ,实例后的类对象obj1的类型是 。

实际上 Python 允许使用 type() 函数(相当于 type 类的构造器函数)来创建 type 对象,又由于 type 类的实例就是类,因此 Python 可以使用 type() 函数来创建类,来看看type类的源码:

class type(object):"""#传入参数只有object时,返回其类型type(object) -> the object's type#创建一个新类type(name, bases, dict, **kwds) -> a new type"""#创建一个空白类def __new__(*args, **kwargs): # real signature unknown""" Create and return a new object.See help(type) for accurate signature. """passdef __init__(cls, what, bases=None, dict=None): # known special case of type.__init__"""type(object) -> the object's typetype(name, bases, dict, **kwds) -> a new type# (copied from class doc)"""pass

在创建一个新的类时,type会先调用其 __new__()方法创建一个空白的类,然后才会调用 __init__()方法进行构造,看看构造函数中这句话:

type(name, bases, dict, **kwds) -> a new type

‘name’就是要创建的类的名字,‘bases’是想要继承的类,’dict’是要用字典类型封装类的成员,比如各种变量和方法。下面我们来使用type新建一个类Foo2,并实例化一个对象obj2:

​Foo2 = type("Foo2",#类的名字(object,), #继承的类#字典封装的成员{"v1": 123, #通过lamba实现构造函数"__init__": lambda self: print("创建Foo2")})obj2 = Foo2()# 输出 "创建Foo2"​

我们使用”type”创建了一个新的类Foo2, 我们便将其称为元类。Python中所有的东西都是对象,包括整数、列表以及类。它们全部都是对象,而且它们都是从一个类创建而来,这个类就是type。type就是Python的内建元类,当然了,我们也可以通过继承type来创建自己的元类。

三,继承type类的类来创建的类

我们先来创建一个继承了type类的新类Mytype:

class Mytype(type):# 新建一个空白类def __new__(cls, name, bases, attrs):# 创建新的类对象xx = super().__new__(cls, name, bases, attrs)print('创建类', xx)return xx

我们重写了父类type的 __new__() 方法,让他能够在创建新类的时候打印出新的类的名字,现在我们来通过Mytpe创建一个新的类Foo3,并且实例化一个对象obj3:

Foo3 = Mytype("Foo3", (object,), {"v1": 123, "__init__": lambda self: print("实例化一个Foo3对象") })obj3 = Foo3()print("v1的值为:",obj3.v1)

那么将会输出一下结果:

既然我们可以通过重写父类type的 __new__() 方法,让他能够在创建新类的时候打印出新的类的名字,我们同样可以通过这样的方式对创建的新类进行操作,注意到我们在创建Foo3时,定义了一个变量为 v1=123,下面我们通过Mytype将Foo3中的v1删除:

class Mytype(type):# 新建一个空白类def __new__(cls, name, bases, attrs):# 那么我们可以通过自定义Mytype,对创建的类进行操作del attrs['v1']# 在这一步创建新的类对象xx = super().__new__(cls, name, bases, attrs)print('创建类', xx)return xxFoo3 = Mytype("Foo3",(object,),{"v1": 123, "__init__": lambda self: print("实例化一个Foo3对象") })obj3 = Foo3()print(obj3.v1)print("v1的值为:",obj3.v1)

那么不出意外的报错了AttributeError: ‘Foo3’ object has no attribute ‘v1’

基于前面的Mytype,我们还可以通过这样的方式创建一个新类:

class Foo4(object,metaclass=Mytype):v1=123def __init__(self):print("创建类Foo4")obj4=Foo4()

是的,就是在类中定义metaclass为你自己创建的新的元类。

四,总结

那么,总的那来说,元类的作用就是对要床架的类进行操作,比如删除或修改某个成员,拦截类的创建等。

然而,在实际开发中,通过元类对某个类进行操作显得有点小题大做了,开发者大可以直接在实例化的对象中直接对成员进行操作。但是,如果是一个要对一个框架进行操作,元类就有他的用武之地了,一个最为典型的例子就是python的web框架django 和 drf ,感兴趣的小伙伴可以去看看drf的序列化器Serializer的源代码。