3.python元類編程

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