python 元类

发布于 2022/04/07更新于 2026/09/18

本文目录

一、前言
二、必要知识储备
三、元类
四、元类经典应用

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在学习python过程中想必大家都会去看源码，看源码的过程中会看到一些元类，但是看起来感觉很吃力看不懂，那是因为我们对元类不够了解。今天我们就来聊一聊python元类，看看元类到底是何方神圣。

一、前言

二、必要知识储备

在讲元类之前我们得先搞清楚类和对象的概念以及类的创建过程，这个至关重要，这取决于我们是否能真正理解和正确使用元类。
类和对象概念 1、类：用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合(抽象) 2、对象：类的实体就是对象(具体)

传统方式创建类

 1、代码演示
 class Demo:
     def __init__(self,name):
         self.name = name
         print("初始化self.name = ",self.name)

 if __name__ == '__main__':
     print("Demo类是由谁创建的：",type(Demo))
     print("Demo类的父类：",Demo.__bases__)
     cl = Demo("老王")
     print("cl实例是由谁创建的：",type(cl))

 2、输出：
 Demo类是由谁创建的： <class 'type'>
 Demo类的父类： (<class 'object'>,)
 初始化self.name =  老王
 cl实例是由谁创建的： <class '__main__.Demo'>

 3、结论：
 a、类(Demo)是由type创建的
 b、对象(cl)是由类(Demo)创建的
 c、基于类(Demo)创建对象(cl)，先执行父类(object)的__new__()方法，返回对象(cl)

type创建类

 1、通过上面的例子我们知道，类是由type创建的，那么我们能不能直接通过type来创建类
 2、type语法
 type("类名",(继承哪个类,),{"属性名称":"属性值","方法名称key":"方法名称"})
 3、代码演示
 demo = type("Demo",(object,),{"name":"老王"})
 print("类名称：",demo.__name__)
 print("Demo类是由谁创建的：",type(demo))
 cl = demo()
 print("cl实例是由谁创建的：",type(cl))
 4、输出：
 类名称： Demo
 Demo类是由谁创建的： <class 'type'>
 cl实例是由谁创建的： <class '__main__.Demo'>
 5、结论
 a、类(Demo)是由type创建的
 b、对象(cl)是由类(Demo)创建的
 c、直接用type创建类和传统方式创建类，效果一模一样

三、元类

概念 1、什么是元类：用来创建其他类的类叫元类 2、思考一个问题，我们能不能基于自己定义的类来创建其他的类？

自定义元类并创建类

 1、代码演示
 class Demo1(type):
     def __init__(self,*args, **kwargs):
         super().__init__(*args, **kwargs)

 class Demo2(metaclass=Demo1):
     def __init__(self,name,age):
         self.name = name
         self.age = age
         print("Demo2类的实例属性：name={}".format(self.name))
         print("Demo2类的实例属性：age={}".format(self.age))

 if __name__ == '__main__':
     print("Demo2是由谁创建的：",type(Demo2))
     cl = Demo2("老王","20")

 2、输出：
 Demo2是由谁创建的： <class '__main__.Demo1'>
 Demo2类的实例属性：name=老王
 Demo2类的实例属性：age=20

 3、结论
 a、类(Demo2)是由Demo1创建的
 b、可以通过自定义类来创建其他类

四、元类经典应用

1、通过元类实现单例模式
2、单例模式：在程序执行过程中一个类只实例化一次
3、原理：干预类实例化的过程，如果已经实例化了就不再进行实例化
class Demo1(type):
    def __init__(self,name,bases, attrs):
        super().__init__(name,bases, attrs)
        self._instance = None

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        #判断是否创建了对象，未创建就调用__new__()方法创建对象，已创建了就不调用__new__()方法，直接返回已创建好的对象
        if self._instance is None:
            self._instance = self.__new__(self,*args, **kwargs)
        #调用自己类(Demo2)的实例化方法
        self.__init__(self._instance,*args, **kwargs)
        return self._instance

class Demo2(metaclass=Demo1):
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
        print("Demo2类的实例属性：name={}".format(self.name))
        print("Demo2类的实例属性：age={}".format(self.age))

if __name__ == '__main__':
    print("Demo2是由谁创建的：",type(Demo2))
    cl1 = Demo2("老王",20)
    cl2 = Demo2("老王",20)
    print("cl1实例的内存地址：",id(cl1))
    print("cl2实例的内存地址：",id(cl1))
    print("cl1 是否是 cl2",cl1 is cl2)

4、输出：
Demo2是由谁创建的： <class '__main__.Demo1'>
Demo2类的实例属性：name=老王
Demo2类的实例属性：age=20
Demo2类的实例属性：name=老王
Demo2类的实例属性：age=20
cl1实例的内存地址： 1842280993096
cl2实例的内存地址： 1842280993096
cl1 是否是 cl2 True

来源：testingpai

一、前言

二、必要知识储备

三、元类

四、元类经典应用

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