Python 进阶丨如何创建你的第一个 Python 元类？

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发布于: 2021 年 02 月 08 日

摘要：通过本文，将深入讨论 Python 元类，其属性，如何以及何时在 Python 中使用元类。

Python 元类设置类的行为和规则。元类有助于修改类的实例，并且相当复杂，是 Python 编程的高级功能之一。通过本文，将深入讨论 Python 元类，其属性，如何以及何时在 Python 中使用元类。本文介绍以下概念：

什么是 Python 元类？
Python 中的类和对象
Python 中的动态类
Python 元类如何工作？

类型类
Python 中的自定义元类

装饰器 vs 元类

什么是 Python 元类？

Python 元类是与 Python 的面向对象编程概念相关的高级功能之一。它确定类的行为，并进一步帮助其修改。

用 Python 创建的每个类都有一个基础的 Metaclass。因此，在创建类时，您将间接使用元类。它隐式发生，您无需指定任何内容。

与元编程相关联的元类决定了程序对其自身进行操作的能力。学习元类可能看起来很复杂，但是让我们先从一些类和对象的概念入手，以便于理解。

Python 中的类和对象

类是一个蓝图，是具有对象的逻辑实体。一个简单的类在声明时没有分配任何内存，它是在创建一个类的实例时发生的。

通过创建的对象，可以访问该类。该类仅用作模板。对象的属性本质上意味着我们可以在运行时与它进行交互，传递诸如变量之类的参数，进行存储，修改，也可以与它进行交互。

可以使用__class__属性检查对象的类。让我们看一个简单的例子：

Output: <class '__main__.Demo'>

Python 大量处理类和对象的概念，并允许轻松，顺利地进行应用程序开发。但是，什么使 Python 与 Java 和 C 这样的语言不同呢？Python 中的所有内容都可以定义为具有属性和方法的对象。 主题演讲是 Python 中的类不过是更大类的另一个对象。

类为对象定义规则。同样，元类负责为类分配行为。我们已经知道，类是对象，就像每个对象都有一个实例一样，类是元类的实例。

但是也有像 Ruby 和 Objective-C 这样的语言也支持元类。那么，是什么使 Python Metaclass 更好，为什么还要学习它呢？答案是 Python 中的动态类。让我们仔细看看。

Python 中的动态类

Python 是一种动态编程语言，并允许在运行时创建类。与 C ++等其他语言不同，后者仅允许在编译时创建类。在灵活性方面，Python 优于其他静态类型的语言。

动态和静态类型语言之间的差异并不大，但是在 Python 中，它由于提供元编程而变得更加有用。

但是，如果我告诉您还有另一个关键功能将 Python 与其他编程语言区分开呢？

诸如 Java 或 C ++之类的语言具有 float，char，int 等数据类型，而 Python 将每个变量视为对象。每个对象都属于一个类，例如 int 类或 str 类。您可以使用称为 type（）的内置函数来简单地检查任何变量的类。

Output:

Type associated is: <class 'int'>

Type associated is: <class 'str'>

现在，您了解了 Python 中的所有内容都有与之关联的类型。在下一个主题中，我们将尝试了解元类实际上是如何工作的。

Python 元类如何工作？

每当创建一个类时，都会调用默认的 Metaclass 类型。元类包含名称，基类集以及与该类关联的属性等信息。因此，在实例化一个类时，将调用带有这些参数的类。可以通过两种方法创建元类：

类型类
自定义元类

让我们继续输入 class 以及如何创建 class。

类型类

Python 有一个称为 type 的内置元类。与 Java 或 C 不同，那里有主要的数据类型。Python 中的每个变量或对象都有一个与之关联的类。Python 使用幕后的 Type 类创建所有类。在上一个主题中，我们看到了如何使用 type（）检查对象的类。让我们举一个例子，说明如何通过创建一个简单的类来定义新类型。