python if高级用法_Python高级用法总结--元类
type()
動態語言和靜態語言最大的不同,就是函數和類的定義,不是編譯時定義,而是運行時動態創建的。
比方說我們要定義一個 Hello 的 class ,就寫一個hello.py 模塊:
class Hello(object):
def hello(self, name='world'):
print('Hello, %s' %name)
當 Python 解釋器載入 hello 模塊時,就會依次執行該模塊的所有語句,執行結果就是動態創建出一個 Hello 的 class 對象,測試如下:
fromhello import Hello
h=Hello()
h.hello() # Hello,world
print(type(Hello)) #print(type(h)) #
type() 函數可以查看一個類型或變量的類型,Hello 是一個class,它的類型就是 type ,而 h 是一個實例,它的類型就是 class Hello。
我們說 class 的定義是運行時動態創建的,而創建 class 的方法就是使用 type() 函數。
type() 函數既可以返回一個對象的類型,又可以創建出新的類型,比如,我們可以通過 type() 函數創建出 Hello 類,而無需通過 class Hello(object) 來定義。
def fn(self, name='world'): # 先定義函數
print('Hello, %s'%name)
Hello= type('Hello', (object,), dict(hello=fn)) # 創建Hello classh=Hello()
h.hello() # Hello, world
print(type(Hello)) #print(type(h)) #
要創建一個 class 對象, type() 函數依次傳入3個參數:
class 的名稱。
繼承的父類集合,注意 Python 支持多重繼承,如果只有一個父類,別忘了 tuple 的單元素寫法。
class 的方法名稱與函數綁定,這里我們把函數 fn 綁定到方法名上。
通過 type() 函數創建的類和直接寫 class 是完全一樣的,因為Python 解釋器遇到 class 定義時,僅僅是掃描一下 class 定義的語法,然后調用 type() 函數創建出 class。
正常情況下,我們都用 class xxx 來定義類,但是, type() 函數也允許我們動態創建出類來,也就是說,動態語言本身支持運行期動態創建類,這和靜態語言有非常大的不同,要在靜態語言運行期創建類,必須構造源代碼字符串再調用編譯器,或者借助一些工具生成字節碼實現,本質上都是動態編譯,非常復雜。
metaclass
除了使用 type() 動態創建類以外,要控制類的創建行為,還可以使用 metaclass。
metaclass 直譯為元類,簡單的解釋就是:
當我們定義了類以后,就可以根據這個類創建出實例,所以:先定義類,然后創建實例。
但是如果我們想創建出類呢?那就必須根據 metaclass 創建出類,所以:先定義 metaclass ,然后創建類。
連接起來就是:先定義metaclass ,就可以創建類,最后創建實例。
所以,metaclass 允許你創建類或者修改類。換句話說,你可以把類看出是 metatclass 創建出來的實例。
metaclass 是 Python 面向對象里最難理解,也是最難使用的魔術代碼。支持正常情況下,我們不會碰到。
我們先看一個簡單的例子,這個metaclass 的類名總是 Metaclass 結尾,以便清楚地表示這是一個 metaclass:
# metaclass 是創建類,所以必須從 type 類型派生classListMetaclass(type):
def __new__(cls, name, bases, attrs):
attrs['add'] =lambda self, value: self.paaned(value)returntype.__new__(cls, name, bases, attrs)classMyList(list):
__etaclass__= ListMetaclass # 指示使用ListMetaclass 來定制類
當我們寫下 __metaclass__ = ListMetaclass 語句時,魔術就生效了,它指示 Python 解釋器在創建 MyList 時,要通過ListMetaclass.__new__() 來創建,在此,我們可以修改類的定義,比如加上新的方法,然后,返回修改后的定義。
__new__() 方法接收到的參數依次是:
當前準備創建的類的對象。
類的名字。
類繼承的父類集合。
類的方法集合
測試一下 MyList 是否可以調用 add() 方法:
L=MyList()
L.add(1)
print L # [1]
而普通的 list 沒有 add() 方法
l =list()
l.add()
Traceback (most recent call last):
File"", line 1, in AttributeError:'list' object has no attribute 'add'
動態修改有什么意義? 直接在MyList 定義中寫上 add() 方法不是更加簡單嗎? 正常情況先,確實應該直接寫,通過metaclass 修改純屬變態。
但是,總會遇到需要通過 metaclass 修改類的定義的。
ORM 就是一個典型的例子
ORM 全稱 'Object Relational Mapping ' 即對象-關系映射,就是把關系數據庫的一行映射為一個對象,也就是一個類對應一個表,這樣,寫代碼更簡單,不用直接操作 SQL 語句。
要編寫一個 ORM 框架,所有的類都只能動態定義,因為只有使用者才能根據表的結構定義出對應的類來。
實例:編寫 ORM 框架
編寫底層模塊的第一步,就是先把調用接口寫出了。比如,使用者如果使用這個ORM框架,想定義一個 User 類來操作對應的數據庫表 User。
classUser(Model):
# 定義類的屬性到列的映射
id= IntegerField('id')
name= StringField('username')
email= StringField('email')
password= StringField('password')
# 創建一個實例
u= User(id=123, name='Michael', email='xxx@qq.com', password='pwd')
# 保存到數據庫
u.save()
其中,父類 Model 和屬性類型 StringField 、IntegerField 是由ORM框架提供的,剩下的魔術方法比如 save() 全部由 metaclass 自動完成。雖然 metaclass 的編寫會比較復雜,但ORM 的使用者用起來卻異常簡單。
現在,我們就按照上面的接口來實現 ORM
首先來定義 Field 類,它負責保存數據庫表的字段名和字段類型:
class Field(object):
def __init__(self, name, column_type):
self.name=name
self.column_type=column_type
def __str__(self):return '<%s:%s>' % (self.__class__.__name__, self.name)
在 Field 的基礎上,進一步定義各種類型的 Field ,比如 StringFielf、IntegerField 等等:
classStringField(Field):
def __init__(self, name):
super(StringField, self).__init__(name,'varchar(100)')classIntegerField(Field):
def __init__(self, name):
super(IntaegerField, self).__init__(name,'bigint')
下一步,就是編寫最復雜的 ModelMateclass 了:
classModelMetaclass(type):
def __new__(cls, name, bases, attrs):if name=='Model':returntype.__new__(cls, name, bases, attrs)
mappings=dict()for k, v inattrs.iteritems():ifisinstance(v, Field):
print('Fund mapping: %s==>%s' %(k, v))
mappings[k]=vfor k inmappings.iterkeys():
attrs.pop(k)
attrs['__table__'] =name # 假設表名和類名一致
attrs['__mappings__'] =mappings # 保存屬性和列的映射關系return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
以及基類 Model:
classModel(dict):
__metaclass__=ModelMetaclass
def __init__(slef,**kw):
super(Model, self).__init__(**kw)
def __getattr(self, key):try:returnself[key]
except KeyError:
raise AttributeError(r"'model' object has no
attribute '%s' "% key)
def __setattr__(self, key, value):
self[key]=value
def save(self):
fields=[]params =[]
args=[]for k, v inself.__mappings__.iteritems():
fields.append(v.name)params.append('?')
args.append(getattr(self, k, None))
sql= 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(params))
print('SQL: %s' %sql)
print('ARGS: %s' % str(args))
當用戶定義一個 class User(Model) 時, Python 解釋器首先在當前類 User 的定義中查找 __metaclass__ ,如果沒有找到,就繼續在父類 Model 中查找 __metaclass__ 。找到了,就使用 Model 中定義的 __metaclass__ 的ModelMetaclass 來創建 User 類,也就是說, metaclass 可以隱式地繼承到子類,但子類自己卻感覺不到。
在 ModelMetaclass 中,一共做了幾件事情:
排除掉對 Model 類的修改。
在當前類(比如User)中查找定義的類所有屬性,如果找到一個 Field 屬性,就把它保存到一個 __mappings__ 的 dict 中,同時從類屬性中刪除該 Field 屬性,否則,容易造成運行時錯誤
把表名保存到 __table__ 中,這里簡化為表名默認為類名。
在 Model 類中,就可以定義各種操作數據庫的方法,比如 save(), delete(), find(), update() 等等。
編寫測試代碼:
u = User(id=12345, name='Michael', email='test@orm.org', password='my-pwd')
u.save()
# 輸出如下
Found model: User
Found mapping: email==> Found mapping: password==> Found mapping: id==> Found mapping: name==> SQL: insert into User (password,email,username,uid) values (?,?,?,?)
ARGS: ['my-pwd', 'test@orm.org', 'Michael', 12345]
最后解釋一下類屬性和實例屬性。直接在class中定義的是類屬性:
class Student(object):
name= 'Student'
實例屬性必須通過實例來綁定,比如self.name = 'xxx'。來測試一下:
>>># 創建實例s:>>> s =Student()>>># 打印name屬性,因為實例并沒有name屬性,所以會繼續查找class的name屬性:>>>print(s.name)
Student>>># 這和調用Student.name是一樣的:>>>print(Student.name)
Student>>># 給實例綁定name屬性:>>> s.name = 'Michael'
>>># 由于實例屬性優先級比類屬性高,因此,它會屏蔽掉類的name屬性:>>>print(s.name)
Michael>>># 但是類屬性并未消失,用Student.name仍然可以訪問:>>>print(Student.name)
Student>>># 如果刪除實例的name屬性:>>>del s.name>>># 再次調用s.name,由于實例的name屬性沒有找到,類的name屬性就顯示出來了:>>>print(s.name)
Student
因此,在編寫程序的時候,千萬不要把實例屬
性和類屬性使用相同的名字。
在我們編寫的ORM中,ModelMetaclass會刪除掉User類的所有類屬性,目的就是避免造成混淆。
摘抄至https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/001386820064557c69858840b4c48d2b8411bc2ea9099ba000
總結
以上是生活随笔為你收集整理的python if高级用法_Python高级用法总结--元类的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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