一、 type()

1、創(chuàng)建類(lèi)的兩種方式

方式一

class MyClass(object):
    def func(self,name):
        print(name)
 
myc = MyClass()
 
print(MyClass, type(MyClass))
print(myc, type(myc))

我們創(chuàng)建了一個(gè)名為MyClass的類(lèi)，并實(shí)例化了這個(gè)類(lèi)，得到其對(duì)象myc

上面代碼打印的結(jié)果為：

<class '__main__.MyClass'>    <class 'type'>
<__main__.MyClass object at 0x0288F8F0>   <class '__main__.MyClass'>

type()函數(shù)可以查看一個(gè)類(lèi)型或變量的類(lèi)型，MyClass是一個(gè)class，它的類(lèi)型就是type，而myc是一個(gè)實(shí)例，它的類(lèi)型就是class MyClass。

我們說(shuō)class的定義是運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的，而創(chuàng)建class的方法就是使用type()函數(shù)。

type()函數(shù)既可以返回一個(gè)對(duì)象的類(lèi)型，又可以創(chuàng)建出新的類(lèi)型，比如，我們可以通過(guò)type()函數(shù)創(chuàng)建出MyClass類(lèi)，而無(wú)需通過(guò)Class MyClass(object)...的定義：

方式二

動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類(lèi)
type(類(lèi)名, 父類(lèi)的元組（針對(duì)繼承的情況，可以為空），包含屬性的字典（名稱(chēng)和值）)

def fn(self, name='world'): # 先定義函數(shù)
    print('Hello, %s.' % name)
 
MyClass = type('MyClass', (object,), {'func':fn}) # 創(chuàng)建MyClass類(lèi),得到一個(gè)type的類(lèi)對(duì)象
# MyClass = type('MyClass', (object,), {'func':lambda self,name:name}) # 創(chuàng)建MyClass類(lèi)
 
myc=MyClass()
 
print(MyClass, type(MyClass))
print(myc, type(myc))

打印結(jié)果：

<class '__main__.MyClass'> 　　<class 'type'>
<__main__.MyClass object at 0x0364B830> 　　<class '__main__.MyClass'>

要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)class對(duì)象，type()函數(shù)依次傳入3個(gè)參數(shù)：

• class的名稱(chēng)；
• 繼承的父類(lèi)集合，注意Python支持多重繼承，如果只有一個(gè)父類(lèi)，別忘了tuple的單元素寫(xiě)法；
• class的方法名稱(chēng)與函數(shù)綁定，這里我們把函數(shù)fn綁定到方法名func上。

通過(guò)type()函數(shù)創(chuàng)建的類(lèi)和直接寫(xiě)class是完全一樣的，因?yàn)镻ython解釋器遇到class定義時(shí)，僅僅是掃描一下class定義的語(yǔ)法，然后調(diào)用type()函數(shù)創(chuàng)建出class。

type就是創(chuàng)建類(lèi)對(duì)象的類(lèi)。你可以通過(guò)檢查_(kāi)_class__屬性來(lái)看到這一點(diǎn)。Python中所有的東西，注意，我是指所有的東西——都是對(duì)象。這包括整數(shù)、字符串、函數(shù)以及類(lèi)。它們?nèi)慷际菍?duì)象，而且它們都是從一個(gè)類(lèi)(元類(lèi)，默認(rèn)為type，也可以自定制)創(chuàng)建而來(lái)。type也是由type創(chuàng)建。

二、元類(lèi)（metaclass）

除了使用type()動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類(lèi)以外，要控制類(lèi)的創(chuàng)建行為，還可以使用metaclass。

metaclass，直譯為元類(lèi)，簡(jiǎn)單的解釋就是：

當(dāng)我們定義了類(lèi)以后，就可以根據(jù)這個(gè)類(lèi)創(chuàng)建出實(shí)例，所以：先定義類(lèi)，然后創(chuàng)建實(shí)例。

但是如果我們想創(chuàng)建出類(lèi)呢？那就必須根據(jù)metaclass創(chuàng)建出類(lèi)，所以：先定義元類(lèi)（不自定義時(shí)，默認(rèn)用type），然后創(chuàng)建類(lèi)。

連接起來(lái)就是：先定義metaclass，就可以創(chuàng)建類(lèi)，最后創(chuàng)建實(shí)例。

所以，metaclass允許你創(chuàng)建類(lèi)或者修改類(lèi)。換句話說(shuō)，你可以把類(lèi)看成是元類(lèi)創(chuàng)建出來(lái)的“實(shí)例”。

默認(rèn)情況下，類(lèi)是使用type()構(gòu)造的。類(lèi)主體在一個(gè)新的名稱(chēng)空間中執(zhí)行，類(lèi)名在本地綁定到類(lèi)型的結(jié)果(名稱(chēng)、基、名稱(chēng)空間)。

可以通過(guò)在類(lèi)定義行中傳遞元類(lèi)關(guān)鍵字參數(shù)來(lái)定制類(lèi)創(chuàng)建過(guò)程，或者從包含此類(lèi)參數(shù)的現(xiàn)有類(lèi)繼承。在下面的示例中，MyClass和MySubclass都是Meta的實(shí)例:

class Meta(type):
    pass
 
class MyClass(metaclass=Meta):
    pass
 
class MySubclass(MyClass):
    pass

使用metaclass的兩種方式

class MyType(type):　　# 自定義一個(gè)type的派生類(lèi)
    def __init__(self,*args,**kwargs):
　　　　print('xx')
       super(MyType,self).__init__(*args,**kwargs)
 
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs)
        return obj
 
def with_metaclass(base):
    return MyType("MyType2",(base,),{})
 
# 方式一
class Foo(metaclass=MyType):　　# metaclass=MyType,即指定了由MyType創(chuàng)建Foo類(lèi)，當(dāng)程序運(yùn)行，用到class Foo時(shí)，即調(diào)用MyType的__init__方法，創(chuàng)建Foo類(lèi)
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
 
#方式二    在Flask的wtform的源碼中用到過(guò)
# class Foo(with_metaclass(object)):
#     def __init__(self,name):
#         self.name = name
 
 
a=Foo('name')
 

方式一:即用類(lèi)的形式

執(zhí)行代碼后，當(dāng)遇到class Foo時(shí)即聲明要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Foo類(lèi)，就會(huì)調(diào)用type的__init__方法創(chuàng)建類(lèi)，由于此處（metaclass=MyType），即指定了Foo類(lèi)的創(chuàng)建方式，所以會(huì)執(zhí)行type的派生類(lèi)MyType的__init__方法，創(chuàng)建Foo類(lèi)，打印一次'xx'

• 一般情況下, 如果你要用類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)metaclass的話，該類(lèi)需要繼承于type，而且通常會(huì)重寫(xiě)type的__new__方法來(lái)控制創(chuàng)建過(guò)程。

• 在metaclass里面定義的方法會(huì)成為類(lèi)的方法，可以直接通過(guò)類(lèi)名來(lái)調(diào)用

方式二：用函數(shù)的形式

構(gòu)建一個(gè)函數(shù)，返回一個(gè)type的派生類(lèi)對(duì)象，例如叫type的派生類(lèi), 需要3個(gè)參數(shù)：name, bases, attrs

• name: 類(lèi)的名字
• bases: 基類(lèi)，通常是tuple類(lèi)型
• attrs: dict類(lèi)型，就是類(lèi)的屬性或者函數(shù)

metaclass 原理

1.基礎(chǔ)

metaclass的原理其實(shí)是這樣的：當(dāng)定義好類(lèi)之后，創(chuàng)建類(lèi)的時(shí)候其實(shí)是調(diào)用了type的__new__方法為這個(gè)類(lèi)分配內(nèi)存空間，創(chuàng)建好了之后再調(diào)用type的__init__方法初始化（做一些賦值等）。所以metaclass的所有magic其實(shí)就在于這個(gè)__new__方法里面了。

說(shuō)說(shuō)這個(gè)方法：__new__(cls, name, bases, attrs)

• cls: 將要?jiǎng)?chuàng)建的類(lèi)，類(lèi)似與self，但是self指向的是instance，而這里cls指向的是class

• name: 類(lèi)的名字，也就是我們通常用類(lèi)名.__name__獲取的。

• bases: 基類(lèi)

• attrs: 屬性的dict。dict的內(nèi)容可以是變量(類(lèi)屬性），也可以是函數(shù)（類(lèi)方法）。

所以在創(chuàng)建類(lèi)的過(guò)程，我們可以在這個(gè)函數(shù)里面修改name，bases，attrs的值來(lái)自由的達(dá)到我們的功能。這里常用的配合方法是

getattr和setattr（just an advice)

2.查找順序

元類(lèi)是由以下優(yōu)先規(guī)則決定的:

如果“元類(lèi)”存在，它就被使用了。

否則，如果至少有一個(gè)基類(lèi)，則使用它的元類(lèi)(這首先查找類(lèi)屬性，如果沒(méi)有找到，則使用它的類(lèi)型)。

否則，如果一個(gè)名為元類(lèi)的全局變量存在，就會(huì)使用它。

三、 __init__，__new__，__call__三個(gè)特殊方法

• __new__： 對(duì)象的創(chuàng)建，是一個(gè)靜態(tài)方法，第一個(gè)參數(shù)是cls。(想想也是，不可能是self，對(duì)象還沒(méi)創(chuàng)建，哪來(lái)的self),其必須要有返回值，返回實(shí)例化出來(lái)的實(shí)例，需要注意的是，可以return父類(lèi)__new__()出來(lái)的實(shí)例，也可以直接將object的__new__()出來(lái)的實(shí)例返回。

• __init__ ： 對(duì)象的初始化， 是一個(gè)實(shí)例方法，第一個(gè)參數(shù)是self，該self參數(shù)就是__new__()返回的實(shí)例，__init__()在__new__()的基礎(chǔ)上可以完成一些其它初始化的動(dòng)作，__init__()不需要返回值。

• __call__： 對(duì)象可call，注意不是類(lèi)，是對(duì)象。

1.對(duì)于__new__

class Bar(object):
    pass
 
class Foo(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return Bar()
 
print(Foo()) 

打印結(jié)果為：

<__main__.Bar object at 0x0090F930>

可以看到，輸出來(lái)是一個(gè)Bar對(duì)象。

__new__方法在類(lèi)定義中不是必須寫(xiě)的，如果沒(méi)定義，默認(rèn)會(huì)調(diào)用object.__new__去創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。如果定義了，就是會(huì)覆蓋,使用自定義的，這樣就可以自定制創(chuàng)建對(duì)象的行為。

2.對(duì)于__init__

class Person(object):
 
  def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age
    print('執(zhí)行__init__')
 
  def __new__(cls, *args, **kwargs):
      obj = object.__new__(cls) # 創(chuàng)建對(duì)象
      print('執(zhí)行__new__方法')
      return obj
 
p1 = Person('hc', 24)
print(p1)

打印結(jié)果：

執(zhí)行__new__方法
執(zhí)行__init__
<__main__.Person object at 0x028EB830>

__init__方法通常用在初始化一個(gè)類(lèi)實(shí)例的時(shí)候，但__init__其實(shí)不是實(shí)例化一個(gè)類(lèi)的時(shí)候第一個(gè)被調(diào)用 的方法。當(dāng)使用 Persion(name, age) 這樣的表達(dá)式來(lái)實(shí)例化一個(gè)類(lèi)時(shí)，最先被調(diào)用的方法 其實(shí)是 __new__ 方法。從打印結(jié)果就可以看出來(lái)

若__new__()沒(méi)有正確返回當(dāng)前類(lèi)cls的實(shí)例，那__init__()將不會(huì)被調(diào)用，即使是父類(lèi)的實(shí)例也不行。

3.對(duì)于__call__

對(duì)象通過(guò)提供__call__(slef, *args ,**kwargs)方法可以模擬函數(shù)的行為，如果一個(gè)對(duì)象x提供了該方法，就可以像函數(shù)一樣使用它，也就是說(shuō)x(arg1, arg2...) 等同于調(diào)用x.__call__(self, arg1, arg2)。

class Foo(object): 
  def __call__(self): 
    pass 
#學(xué)習(xí)中遇到問(wèn)題沒(méi)人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流群：153708845 
f = Foo()    #類(lèi)()，即執(zhí)行元類(lèi)的__call__
f()    #對(duì)象()，即執(zhí)行Foo的__call__ 

4、實(shí)例化對(duì)象的完整過(guò)程

class Foo(Bar):
    pass

當(dāng)我們寫(xiě)如這段代碼時(shí)，Python做了如下的操作：

Foo中有metaclass這個(gè)屬性嗎？如果是，Python會(huì)在內(nèi)存中通過(guò)metaclass創(chuàng)建一個(gè)名字為Foo的類(lèi)對(duì)象（我說(shuō)的是類(lèi)對(duì)象，請(qǐng)緊跟我的思路）。如果Python沒(méi)有找到metaclass，它會(huì)繼續(xù)在Bar（父類(lèi)）中尋找metaclass屬性，并嘗試做和前面同樣的操作。如果Python在任何父類(lèi)中都找不到metaclass，它就會(huì)在模塊層次中去尋找metaclass，并嘗試做同樣的操作。如果還是找不到metaclass,Python就會(huì)用內(nèi)置的type來(lái)創(chuàng)建這個(gè)類(lèi)對(duì)象。

把上面這段話反復(fù)讀幾次，現(xiàn)在的問(wèn)題就是，你可以在metaclass中放置些什么代碼呢？

答案就是：可以創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的東西。

那么什么可以用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)呢？

type，或者任何使用到type或者子類(lèi)化type的東東都可以。

以上面的代碼為例，我們實(shí)例化一個(gè)對(duì)象obj=Foo()時(shí)，會(huì)先執(zhí)行Foo類(lèi)的__new__方法，沒(méi)寫(xiě)時(shí)，用父類(lèi)的__new__方法，創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，并返回，然后執(zhí)行__init__方法（自己有就用自己的，沒(méi)有就用父類(lèi)的），對(duì)創(chuàng)建的對(duì)象進(jìn)行初始化。

obj()會(huì)執(zhí)行Foo類(lèi)的__call__方法，沒(méi)有則用父類(lèi)的

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，類(lèi)也是對(duì)象，是元類(lèi)的對(duì)象，即我們實(shí)例化一個(gè)類(lèi)時(shí)，調(diào)用其元類(lèi)的__call__方法。

元類(lèi)處理過(guò)程：定義一個(gè)類(lèi)時(shí)，使用聲明或者默認(rèn)的元類(lèi)對(duì)該類(lèi)進(jìn)行創(chuàng)建，對(duì)元類(lèi)求type運(yùn)算，得到父元類(lèi)（該類(lèi)聲明的元類(lèi)的父元類(lèi)），調(diào)用父元類(lèi)的__call__函數(shù)，在父元類(lèi)的__call__函數(shù)中, 調(diào)用該類(lèi)聲明的元類(lèi)的__new__函數(shù)來(lái)創(chuàng)建對(duì)象（該函數(shù)需要返回一個(gè)對(duì)象（指類(lèi)）實(shí)例），然后再調(diào)用該元類(lèi)的__init__初始化該對(duì)象（此處對(duì)象是指類(lèi)，因?yàn)槭窃?lèi)創(chuàng)建的對(duì)象），最終返回該類(lèi)

1.對(duì)象是類(lèi)創(chuàng)建，創(chuàng)建對(duì)象時(shí)候類(lèi)的__init__方法自動(dòng)執(zhí)行，對(duì)象()執(zhí)行類(lèi)的__call__方法
2.類(lèi)是type創(chuàng)建，創(chuàng)建類(lèi)時(shí)候type的__init__方法自動(dòng)執(zhí)行，類(lèi)() 執(zhí)行type的__call__方法(類(lèi)的__new__方法,類(lèi)的__init__方法)

原始type的__call__應(yīng)該是參數(shù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：

metaname, clsname, baseclasses, attrs

原始type的__new__

metaname, clsname, baseclasses, attrs

原始type的__init__

class_obj, clsname, baseclasses, attrs

元類(lèi)的__new__和__init__影響的是創(chuàng)建類(lèi)對(duì)象的行為，父元類(lèi)的__call__控制對(duì)子元類(lèi)的 __new__，__init__的調(diào)用，就是說(shuō)控制類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建和初始化。父元類(lèi)的__new__和__init__由更上層的控制，

一般來(lái)說(shuō)，原始type是最初的父元類(lèi)，其__new__和__init__是具有普遍意義的，即應(yīng)該是分配內(nèi)存、初始化相關(guān)信息等

元類(lèi)__call__影響的是創(chuàng)建類(lèi)的實(shí)例對(duì)象的行為，此時(shí)如果類(lèi)自定義了__new__和__init__就可以控制類(lèi)的對(duì)象實(shí)例的創(chuàng)建和初始化

__new__和__init__影響的是創(chuàng)建對(duì)象的行為，當(dāng)這些函數(shù)在元類(lèi)中時(shí)，影響創(chuàng)建的是類(lèi)；同理，當(dāng)這倆個(gè)函數(shù)在普通類(lèi)中時(shí)，影響創(chuàng)建的是普通的對(duì)象實(shí)例。

__call__影響()調(diào)用行為, __call__是在創(chuàng)建類(lèi)的時(shí)候調(diào)用，即: class Test(object): __metaclass__=type, 定義類(lèi)時(shí)就是創(chuàng)建類(lèi)，此時(shí)會(huì)調(diào)用元類(lèi)的__call__，如果元類(lèi)有繼承，子元類(lèi)定義時(shí)執(zhí)行的是父元類(lèi)的__call__。
如果是普通類(lèi)實(shí)例化對(duì)象，調(diào)用的是普通類(lèi)的__call__

以上就是Python中類(lèi)創(chuàng)建和實(shí)例化的過(guò)程詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python類(lèi)創(chuàng)建和實(shí)例化的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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