广州番禺Python, Java小班周末班培训
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16.10.1 一切皆对象
在Python中一切皆对象，迄今学过的简单数据类型，复合数据类型，函数等都是对象，甚至连类本身也是对象。Python中的类是用来创建对象的对象。在前面的内容中，我们使用type来输出对象的类型。对于类，同样可以使用type来输出其类型。现在进入Python的交互模式，在交互模式中进行验证：
>>> class Test:... pass...>>> type(Test)<class 'type'>
在交互模式中，我们定义了一个Test类，在执行type函数时，输出的结果为 <class 'type'>，type正是类的类型。在Python中，type类型是类类型的metaclass,metaclass的中文释义即为元类。使用元类可以动态地创建类。
16.10.2 type元类
关于type元类的定义和用法，可以在交互模式中执行help('type')来进行查找：
>>> help(type)Help on class type in module builtins:class type(object)| type(object_or_name, bases, dict)| type(object) -> the object's type| type(name, bases, dict) -> a new type|
在help的输出中可知，type本身也是一个类，它的父类是object。
在16.7节中讲到了MRO，在MRO的输出中，我们可以分析出object是所有类类型的顶层基类。
在type类中，可以通过函数type(name, bases, dict)来创建一个新的类类型。其中参数name表示类类型的名称，必须是字符串类型。bases用来定义该类型的基类，是一个元祖类型。参数dict是一个字典类型，对应的是该类型的命名空间，用来定义类类型的类属性和方法，在这个字典中，键名是属性名或方法名，键值对应的是具体的属性值或函数。
代码实例：
# __desc__ = 使用type来动态地创建类
# 1.执行type来创建一个Cat类,并定义了一个类属性species
Cat = type("Cat", (), {"species":"cat"})
# 通过type来创建Cat类，通过Cat类来实例化一个对象
kitty = Cat()
print(kitty.species)
"""
程序的输出为：
cat
"""
# 2.执行type来创建一个Babby类,Babby类的基类是Cat类
Babby = type("Babby", (Cat,),{})
# 通过type来创建Babby类，Babby类继承于Cat类
# 现在通过Babby类来实例化一个对象
lisa = Babby()
print(lisa.species)
"""
程序的输出为：
cat
"""在上面的代码实例中，为类类型添加的是类属性，由于type中的dict参数是一个字典类型，所以在添加类方法，静态方法，对象方法时，方法需提前进行定义，然后将其作为键值。类方法，静态方法须遵循相应的规范，比如定义类方法时，须通过@classmethod进行修饰。代码实例：
# __desc__ = 使用type来动态地创建类
# 定义一个catch_mice函数，参数为cls
@classmethod
def catch_mice(cls):
print("a cat that doesn't catch a mouse is not a good cat")
# 1.执行type来创建一个Cat类,并将catch_mice作为类方法
Cat = type("Cat", (), {"catch_mice": catch_mice})
Cat.catch_mice()
"""
程序的输出为：
a cat that doesn't catch a mouse is not a good cat
"""16.10.3 自定义元类
在16.9.2节中，系直接通过type类型来创建一个类类型，但这样的做法有一个很大的弊端，不能控制类类型的创建过程。继承是面向对象编程的重要特征之一，通过面向对象中的继承，我们可以从type中派生出一个新的元类。
在对type进行继承之前，需要先理解并掌握type中的四个魔术方法：
(1) type.__new__(mcs, name, bases, dict)
__new__方法是一个静态方法，用来构造一个类类型, 并返回该类实例。元类中的__new__方法用来构造一个类，类中的__new__方法用来构造一个对象。__new__方法中的参数与type方法中的参数基本一致，但多了一个mcs, 参数mcs表示元类的类型。由于__new__方法是静态方法，所以必须显式的传递元类类型 。
(2) type.__prepare__(mcs, name, bases)
__prepare__方法是一个类方法，默认返回一个空的dict对象。该方法的参数同__new__方法中的参数。__prepare__方法用来创建类的命名空间，即type中的dict参数所对应的命名空间。在__new__方法中接收一个dict参数，而__new__方法是自动被Python调用的，由此可推断Python解释器会先调用__prepare__方法，然后将已构造好的命名空间对象传递给__new__方法。
(3) type.__init__(self, name, bases, dict)
__init__方法用来对类实例进行初始化，参数与__new__方法基本一致，参数self表示元类的实例对象。__init__方法在__new__方法之后被调用。
(4) type.__call__(self, *args, **kwargs)
在之前的内容中有介绍过__call__方法，__call__方法使得对象变成可调用对象。在type元类的__call__方法中，默认返回类的实例。现在我们来对type进行继承：
# __desc__ = 对type类进行继承
#定义一个CatType，该元类负责创建Cat类
class CatType(type):
@classmethod
def __prepare__(mcs, name, bases):
print("Cat type is creating namespace")
# 调用父类type的__prepare__方法,返回一个命名空间
return super().__prepare__(name, bases)
@staticmethod
def __new__(mcs, name, bases, dict)
print("Cat type is creating Cat Class")
# 调用父类type的__new__方法
return super().__new__(mcs, name, bases, dict)
def __init__(self, name, bases, dict)
print("Cat type is initializing Cat Class")
# 调用父类type的__init__方法
super().__init__(name, bases, dict)
print("Cat Class initialized")对type进行继承以后，就得到了一个自定义的元类，我们可以用这个自定义的元类来控制类的创建过程。在Python3中定义一个类时，通过关键字参数metaclass来指定元类。指定元类的基本语法：class ClassName(metaclass=type): passmetaclass的默认值是type,即默认使用内置的type元类来创建类类型。现在我们通过自定义的元类CatType来控制Cat类的创建过程。那么具体该如何控制呢？很简单，把控制逻辑写入到元类的这几个魔术方法当中。同学们须理解这几个魔术方法的作用，以改写对应的魔术方法。现在通过自定义的元类来控制每次对类实例化时，获取的都是同一个对象：
# __desc__ = 对type类进行继承
# 定义一个CatType，该元类负责创建Cat类
class CatType(type):
@classmethod
def __prepare__(mcs, name, bases):
return super().__prepare__(name, bases)
@staticmethod
def __new__(mcs, name, bases, dict):
print("__new__")
return super().__new__(mcs, name, bases, dict)
def __init__(self, name, bases, dict):
print("__init__")
# 在元类中为类创建一个类属性__instance
# 用__instance来保存类的实例对象
self.__instance = None
super().__init__(name, bases, dict)
def __call__(self, *args, **kwargs):
print("__call__")
# 判断__instance属性是否为空
if self.__instance is None:
# 如果为空，则调用父类type的__call__方法来返回类的实例对象
self.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
# 由于__instance已经非空，所以直接返回__instance
return self.__instance
class Cat(metaclass=CatType):
pass
kitty = Cat()
# 第二次调用Cat()时，由于Cat类已经构造并且初始化，所以会先调用__call__方法
# 在__call__方法中直接返回已实例化的对象，所以每次获取到的都是同一个对象
lisa = Cat()
# 使用is操作符来判断是否为同一个对象
print(lisa is kitty)
"""
程序的输出为：
__new__
__init__
__call__
__call__
True
"""16.10.4 知识要点
(1) 在Python中一切皆对象，迄今学过的简单数据类型，复合数据类型，函数等都是对象，甚至连类本身也是对象。Python中的类是用来创建对象的对象。(2) type是类的元类，通过类来创建对象，而通过元类来创建类。(3) 自定义元类时，须通过关键字参数metaclass来指定元类
16.10.5 最具实力的小班培训
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