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什么是元類？

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理解元類（metaclass）之前，我們先了解下python中的OOP和類（Class）。

面向?qū)ο?/strong>全稱 Object Oriented Programming 簡稱OOP，這種編程思想被大家所熟知。它是把對象作為一個(gè)程序的基本單元，把數(shù)據(jù)和功能封裝在里面，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的復(fù)用性，靈活性和擴(kuò)展性。OOP中有2個(gè)基本概念：類和對象：

類是描述如何創(chuàng)建一個(gè)對象的代碼段，用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合，它定義了該集合中每個(gè)對象所共有的屬性和方法

對象是類的實(shí)例（Instance）。

我們舉個(gè)例子：

In : class ObjectCreator(object):
...:     pass
...:
In : my_object = ObjectCreator()
In : my_object
Out: <__main__.ObjectCreator at 0x1082bbef0>

而Python中的類并不是僅限于此：

In : print(ObjectCreator)

ObjectCreator竟然可以被print，所以它的類也是對象！既然類是對象，你就能動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建它們，就像創(chuàng)建任何對象那樣。我在日常工作里面就會(huì)有這種動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類的需求，比如在mock數(shù)據(jù)的時(shí)候，現(xiàn)在有個(gè)函數(shù)func接收一個(gè)參數(shù)：

In : def func(instance):
...:     print(instance.a, instance.b)
...:     print(instance.method_a(10))
...:

正常使用起來傳入的instance是符合需求的（有a、b屬性和method_a方法），但是當(dāng)我想單獨(dú)調(diào)試func的時(shí)候，需要「造」一個(gè)，假如不用元類，應(yīng)該是這樣寫:

In : def generate_cls(a, b):
...:     class Fake(object):
...:         def method_a(self, n):
...:             return n
...:     Fake.a = a
...:     Fake.b = b
...:     return Fake
...:
In : ins = generate_cls(1, 2)()
In : ins.a, ins.b, ins.method_a(10)
Out: (1, 2, 10)

你會(huì)發(fā)現(xiàn)這不算算是「動(dòng)態(tài)創(chuàng)建」的：

類名（Fake）不方便改變

要?jiǎng)?chuàng)建的類需要的屬性和方法越多，就要對應(yīng)的加碼，不靈活。

我平時(shí)怎么做呢：

In : def method_a(self, n):
...:     return n
...: 
In : ins = type('Fake', (), {'a': 1, 'b': 2, 'method_a': method_a})()
In : ins.a, ins.b, ins.method_a(10)
Out: (1, 2, 10)

到了這里，引出了type函數(shù)。本來它用來能讓你了解一個(gè)對象的類型：

In : type(1)
Out: int
In : type('1')
Out: str
In : type(ObjectCreator)
Out: type
In : type(ObjectCreator())
Out: __main__.ObjectCreator

另外，type如上所說還可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建類：type可以把對于類的描述作為參數(shù)，并返回一個(gè)類。

用來創(chuàng)建類的東東就是「元類」

MyClass = type('MyClass', (), {})

這種用法就是由于type實(shí)際上是一個(gè)元類，作為元類的type在Python中被用于在后臺(tái)創(chuàng)建所有的類。在Python語言上有個(gè)說法「Everything is an object」。包整數(shù)、字符串、函數(shù)和類... 所有這些都是對象。所有這些都是由一個(gè)類創(chuàng)建的：

In : age = 35
In : age.__class__
Out: int
In : name = 'bob'
In : name.__class__
Out: str
...

現(xiàn)在，任何__class__中的特定__class__是什么？

In : age.__class__.__class__
Out: type
In : name.__class__.__class__
Out: type
...

如果你愿意，你可以把type稱為「類工廠」。type是Python中內(nèi)建元類，當(dāng)然，你也可以創(chuàng)建你自己的元類。

創(chuàng)建自己的元類

Python2創(chuàng)建類的時(shí)候，可以添加一個(gè)__metaclass__屬性：

class Foo(object):
    __metaclass__ = something...
    [...]

如果你這樣做，Python會(huì)使用元類來創(chuàng)建Foo這個(gè)類。Python會(huì)在類定義中尋找__metaclass__。如果找到它，Python會(huì)用它來創(chuàng)建對象類Foo。如果沒有找到它，Python將使用type來創(chuàng)建這個(gè)類。

在Python3中語法改變了一下：

class Simple1(object, metaclass=something...):
    [...]

本質(zhì)上是一樣的。拿一個(gè)4年前寫分享的元類例子（就是為了推薦你來閱讀