python元類編程如何使用

本文小編為大家詳細介紹“python元類編程如何使用”，內容詳細，步驟清晰，細節處理妥當，希望這篇“python元類編程如何使用”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學習新知識吧。

1.1.propety動態屬性

在面向對象編程中，我們一般把名詞性的東西映射成屬性，動詞性的東西映射成方法。在python中他們對應的分別是屬性self.xxx和類方法。但有時我們需要的屬性需要根據其他屬性動態的計算，此時如果直接使用屬性方法處理，會導致數據不同步。下面介紹@property方法來動態創建類屬性。

from datetime import datetime,date
 
class User:
    def __init__(self,name,birthday):
        self.name = name
        self.birthday = birthday
        self._age = 0
 
    @property
    def age(self):
        return datetime.now().year - self.birthday.year
 
    @age.setter
    def age(self,value):
        self._age = value
 
if __name__ == '__main__':
    user = User("derek",date(year=1994,month=11,day=11))
    user.age = 23
    print(user._age)   # 23
    print(user.age)    # 24 ,動態計算出來的

1.2.__getattr__和__getattribute__的區別

object.__getattr__(self, name) 
找不到attribute的時候，會調用getattr，返回一個值或AttributeError異常。 

object.__getattribute__(self, name) 
無條件被調用，通過實例訪問屬性。如果class中定義了__getattr__()，則__getattr__()不會被調用（除非顯示調用或引發AttributeError異常）

（1）調用一個不存在的屬性

class User:
    def __init__(self,info={}):
        self.info = info
 
    # def __getattr__(self, item):
    #     return self.info[item]
 
if __name__ == '__main__':
    user = User(info={"name":"derek","age":24})
    print(user.name)

會報錯

（2）加了__getattr__之后就可以調用了

class User:
    def __init__(self,info={}):
        self.info = info
 
    #__getattr__是在查找不到屬性的時候調用
    def __getattr__(self, item):
        return self.info[item]
 
if __name__ == '__main__':
    user = User(info={"name":"derek","age":24})
    print(user.name)    #derek

 （3）__getattribute__

class User:
    def __init__(self,info={}):
        self.info = info
 
    #__getattr__是在查找不到屬性的時候調用
    def __getattr__(self, item):
        return self.info[item]
 
    #__getattribute不管屬性存不存在，都訪問這個
    def __getattribute__(self, item):
        return "zhang_derek"
 
 
if __name__ == '__main__':
    user = User(info={"name":"derek","age":24})
    #不管屬性存不存在，都走__getattribute__
    print(user.name)    #zhang_derek     #即使屬性存在也走__getattribute__
    print(user.test)     #zhang_derek    #不存在的屬性也能打印
    print(user.company)   #zhang_derek   #不存在的屬性也能打印

1.3.屬性描述符

驗證賦值的時候是不是int類型

#屬性描述符
 
import numbers
 
#只要一個類實現了下面三種魔法函數中的一種，這個類就是屬性描述符
class IntField:
    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value
    def __set__(self, instance, value):
        if not isinstance(value,numbers.Integral):
            raise ValueError("必須為int")
        self.value = value
    def __delete__(self, instance):
        pass
 
class User:
    age = IntField()
 
if __name__ == '__main__':
    user = User()
    user.age = 24
    print(user.age)

如果user.age=24，值是int，可以正常打印  

如果user.age='test',傳一個字符串，則會報錯

1.4.__new__和__init__的區別

（1）__new__方法如果不返回對象，不會執行init方法

class User:
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("in new")
 
    def __init__(self,name):
        print("in init")
        self.name = name
 
# new是用用來控制對象的生成過程，在對象生成之前
# init是用來完善對象的
# 如果new方法不返回對象，則不會調用init函數
if __name__ == '__main__':
    user = User("derek")

運行結果：沒有調用init方法

 （2）返回對象就會執行init方法

class User:
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("in new")         #in new
        print(cls)              #cls是當前class對象    <class '__main__.User'>
        print(type(cls))        #<class 'type'>
        return super().__new__(cls)   #必須返回class對象，才會調用__init__方法
 
    def __init__(self,name):
        print("in init")        #in init
        print(self)             #self是class的實例對象      <__main__.User object at 0x00000000021B8780>
        print(type(self))       #<class '__main__.User'>
        self.name = name
 
# new是用用來控制對象的生成過程，在對象生成之前
# init是用來完善對象的
# 如果new方法不返回對象，則不會調用init函數
if __name__ == '__main__':
    user = User(name="derek")
 
#總結
# __new__ 用來創建實例，在返回的實例上執行__init__，如果不返回實例那么__init__將不會執行
# __init__ 用來初始化實例，設置屬性什么的

1.5.自定義元類

（1）前戲：通過傳入不同的字符串動態的創建不同的類

def create_class(name):
    if name == 'user':
        class User:
            def __str__(self):
                return "user"
        return User
 
    elif name == "company":
        class Company:
            def __str__(self):
                return "company"
        return Company
 
if __name__ == '__main__':
    Myclass = create_class("user")
    my_obj = Myclass()
    print(my_obj)    #user
    print(type(my_obj))     #<class '__main__.create_class.<locals>.User'>

（2）用type創建

雖然上面的方法能夠創建，但很麻煩，下面是type創建類的一個簡單實例

# 一個簡單type創建類的例子
#type(object_or_name, bases, dict)
#type里面有三個參數，第一個類名，第二個基類名，第三個是屬性
User = type("User",(),{"name":"derek"})
 
my_obj = User()
print(my_obj.name)    #derek

（3）不但可以定義屬性，還可以定義方法

def say(self):     #必須加self
    return "i am derek"
 
User = type("User",(),{"name":"derek","say":say})
 
my_obj = User()
print(my_obj.name)     #derek
print(my_obj.say())    #i am derek

（4）讓type創建的類繼承一個基類

def say(self):     #必須加self
    return "i am derek"
 
class BaseClass:
    def answer(self):
        return "i am baseclass"
 
#type里面有三個參數，第一個類名，第二個基類名，第三個是屬性
User = type("User",(BaseClass,),{"name":"derek","say":say})
 
if __name__ == '__main__':
 
    my_obj = User()
    print(my_obj.name)          # derek
    print(my_obj.say())         # i am derek
    print(my_obj.answer())      # i am baseclass

1.6.什么是元類？

元類就是創建類的類，比如上面的type

在實際編碼中，我們一般不直接用type去創建類，而是用元類的寫法，自定義一個元類metaclass去創建

# 把User類創建的過程委托給元類去做，這樣代碼的分離性比較好
 
class MetaClass(type):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return super().__new__(cls,*args, **kwargs)
 
class User(metaclass=MetaClass):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
    def __str__(self):
        return "test"
 
if __name__ == '__main__':
    #python中類的實例化過程，會首先尋找metaclass，通過metaclass去創建User類
    my_obj = User(name="derek")
    print(my_obj)    #test

讀到這里，這篇“python元類編程如何使用”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。