python 元类的call总结_Python 类与元类的深度挖掘 I【经验】
上一篇介紹了 Python 枚舉類型的標(biāo)準(zhǔn)庫，除了考慮到其實用性，還有一個重要的原因是其實現(xiàn)過程是一個非常好的學(xué)習(xí)、理解 Python 類與元類的例子。因此接下來兩篇就以此為例，深入挖掘 Python 中類與元類背后的機制。
翻開任何一本 Python 教程，你一定可以在某個位置看到下面這兩句話：
Python 中一切皆為對象(Everything in Python is an object);
Python 是一種面向?qū)ο缶幊?Object Oriented Programming, OOP)的語言。
雖然在上面兩句話的語境中，對象(Object)的含義可能稍有不同，但可以肯定的是對象在 Python 中具有非常重要的意義，也是我們接下來將要討論的所有內(nèi)容的基礎(chǔ)。那么，對象到底是什么?
對象(Object)
對象是 Python 中對數(shù)據(jù)的一種抽象，Python 程序中所有數(shù)據(jù)都是通過對象或?qū)ο笾g的關(guān)系來表示的。[ref: Data Model]
港臺將 Object 翻譯為“物件”，可以將其看作是一個盛有數(shù)據(jù)的盒子，只不過除了純粹的數(shù)據(jù)之外還有其它有用的屬性信息，在 Python 中，所有的對象都具有id、type、value三個屬性：
+---------------+
| |
| Python Object |
| |
+------+--------+
| ID | |
+---------------+
| Type | |
+---------------+
| Value| |
+---------------+
其中 id 代表內(nèi)存地址，可以通過內(nèi)置函數(shù) id()查看，而type表示對象的類別，不同的類別意味著該對象擁有的屬性和方法等，可以通過 type()方法查看：
def who(obj):
print(id(obj), type(obj))
who(1)
who(None)
who(who)
4515088368
4514812344
4542646064
對象作為 Python 中的基本單位，可以被創(chuàng)建、命名或刪除。Python 中一般不需要手動刪除對象，其垃圾回收機制會自動處理不再使用的對象，當(dāng)然如果需要，也可以使用 del 語句刪除某個變量;所謂命名則是指給對象貼上一個名字標(biāo)簽，方便使用，也就是聲明或賦值變量;接下來我們重點來看如何創(chuàng)建一個對象。對于一些 Python 內(nèi)置類型的對象，通常可以使用特定的語法生成，例如數(shù)字直接使用阿拉伯?dāng)?shù)字字面量，字符串使用引號 ''，列表使用 []，字典使用 {} ，函數(shù)使用 def 語法等，這些對象的類型都是 Python 內(nèi)置的，那我們能不能創(chuàng)建其它類型的對象呢?
類與實例
既然說 Python 是面向?qū)ο缶幊陶Z言，也就允許用戶自己創(chuàng)建對象，通常使用 class 語句，與其它對象不同的是，class 定義的對象(稱之為類)可以用于產(chǎn)生新的對象(稱之為實例)：
class A:
pass
a = A()
who(A)
who(a)
140477703944616
4542635424
上面的例子中 A 是我們創(chuàng)建的一個新的類，而通過調(diào)用 A() 可以獲得一個 A 類型的實例對象，我們將其賦值為 a，也就是說我們成功創(chuàng)建了一個與所有內(nèi)置對象類型不同的對象 a，它的類型為 __main__.A!至此我們可以將 Python 中一切的對象分為兩種：
可以用來生成新對象的類，包括內(nèi)置的 int、str 以及自己定義的 A 等;
由類生成的實例對象，包括內(nèi)置類型的數(shù)字、字符串以及自己定義的類型為 __main__.A 的 a。
單純從概念上理解這兩種對象沒有任何問題，但是這里要討論的是在實踐中不得不考慮的一些細(xì)節(jié)性問題：
需要一些方便的機制來實現(xiàn)面向?qū)ο缶幊讨械睦^承、重載等特性;
需要一些固定的流程讓我們可以在生成實例化對象的過程中執(zhí)行一些特定的操作;
這兩個問題主要關(guān)于類的一些特殊的操作，也就是這一篇后面的主要內(nèi)容。如果再回顧一下開頭提到的兩句話，你可能會想到，既然類本身也是對象，那它們又是怎樣生成的?這就是后一篇將主要討論的問題：用于生成類對象的類，即元類(Metaclass)。
super, mro()
0x00Python 之禪中提到的最后一條，命名空間(namespace)是個絕妙的理念，類或?qū)ο笤?Python 中就承擔(dān)了一部分命名空間的作用。比如說某些特定的方法或?qū)傩灾挥刑囟愋偷膶ο蟛庞?#xff0c;不同類型對象的屬性和方法盡管名字可能相同，但由于隸屬不同的命名空間，其值可能完全不同。在實現(xiàn)類的繼承與重載等特性時同樣需要考慮命名空間的問題，以枚舉類型的實現(xiàn)為例，我們需要保證枚舉對象的屬性名稱不能有重復(fù)，因此我們需要繼承內(nèi)置的 dict 類：
class _EnumDict(dict):
def __init__(self):
dict.__init__(self)
self._member_names = []
def keys(self):
keys = dict.keys(self)
return list(filter(lambda k: k.isupper(), keys))
ed = _EnumDict()
ed['RED'] = 1
ed['red'] = 2
print(ed, ed.keys())
{'RED': 1, 'red': 2} ['RED']
在上面的例子中 _EnumDict 重載同時調(diào)用了父類 dict的一些方法，上面的寫法在語法上是沒有錯誤的，但是如果我們要改變 _EnumDict 的父類，不再是繼承自 dict，則必須手動修改所有方法中 dict.method(self) 的調(diào)用形式，這樣就不是一個好的實踐方案了。為了解決這一問題，Python 提供了一個內(nèi)置函數(shù) super()：
print(super.__doc__)
super() -> same as super(__class__, )
super(type) -> unbound super object
super(type, obj) -> bound super object; requires isinstance(obj, type)
super(type, type2) -> bound super object; requires issubclass(type2, type)
Typical use to call a cooperative superclass method:
class C(B):
def meth(self, arg):
super().meth(arg)
This works for class methods too:
class C(B):
@classmethod
def cmeth(cls, arg):
super().cmeth(arg)
我最初只是把 super() 當(dāng)做指向父類對象的指針，但實際上它可以提供更多功能：給定一個對象及其子類(這里對象要求至少是類對象，而子類可以是實例對象)，從該對象父類的命名空間開始搜索對應(yīng)的方法。
以下面的代碼為例：
class A(object):
def method(self):
who(self)
print("A.method")
class B(A):
def method(self):
who(self)
print("B.method")
class C(B):
def method(self):
who(self)
print("C.method")
class D(C):
def __init__(self):
super().method()
super(__class__, self).method()
super(C, self).method() # calling C's parent's method
super(B, self).method() # calling B's parent's method
super(B, C()).method() # calling B's parent's method with instance of C
d = D()
print("\nInstance of D:")
who(d)
4542787992
C.method
4542787992
C.method
4542787992
B.method
4542787992
A.method
4542788048
A.method
Instance of D:
4542787992
當(dāng)然我們也可以在外部使用 super() 方法，只是不能再用缺省參數(shù)的形式，因為在外部的命名空間中不再存在 __class__和 self：
super(D, d).method() # calling D's parent's method with instance d
4542787992
C.method
上面的例子可以用下圖來描述：
+----------+
| A |
+----------+
| method()
+----------+ |
|
+----------+ +----------+
| B | | D |
+----------+ super(C,self) +----------+
| method()
+----------+ +----------+
|
+----------+ |
| C | |
+----------+ | super(D,self)
| method()
+----------+
可以認(rèn)為 super()方法通過向父類方向回溯給我們找到了變量搜尋的起點，但是這個回溯的順序是如何確定的呢?上面的例子中繼承關(guān)系是 object->A->B->C->D 的順序，如果是比較復(fù)雜的繼承關(guān)系呢?
class A(object):
pass
class B(A):
def method(self):
print("B's method")
class C(A):
def method(self):
print("C's method")
class D(B, C):
def __init__(self):
super().method()
class E(C, B):
def __init__(self):
super().method()
d = D()
e = E()
B's method
C's method
Python 中提供了一個類方法mro()可以指定搜尋的順序，mro 是Method Resolution Order的縮寫，它是類方法而不是實例方法，可以通過重載 mro() 方法改變繼承中的方法解析順序，但這需要在元類中完成，在這里只看一下其結(jié)果：
D.mro()
[__main__.D, __main__.B, __main__.C, __main__.A, object]
E.mro()
[__main__.E, __main__.C, __main__.B, __main__.A, object]
super() 方法就是沿著 mro() 給出的順序向上尋找起點的：
super(D, d).method()
super(E, e).method()
B's method
C's method
super(C, e).method()
super(B, d).method()
B's method
C's method
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的python 元类的call总结_Python 类与元类的深度挖掘 I【经验】的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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