改善python程序-元类编程

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掌握metaclass

  • 元类是关于类的类，是类的模板
  • 元类是用来控制如何创建类的，正如类是创建对象的模板一样
  • 元类的实例为类，正如类的实例为对象
    类是对象，那么它就有其所属的类型为type
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    # type(类名，父类的元绍(针对继承的情况，可以为空)，包含属性的字典(名称和值))
    >>> A=type('A', (object,), {'value':2})
    >>> A.value
    >>> print A
    <class '_main_.A'>
    >>> class C(A):
    ...    pass
    >>> print C
    <class '_main_.C'>
    >>> print C.__class__
    <type 'type'>

自定义元类(强制类型检査)

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class Typesetter(object):
    def__init__(self,fieldtype):
        print "set attribute type",fieldtype
        self .fieldtype = fieldtype
    def is_valid(self,value):
        return isinstance(value, self.fieldtype)
class TypeCheckMeta(type):
    def __new__(els, name, bases, diet):
        print '-------------------'
        print "Allocating memory for class", name
        print name
        print bases
        print diet
        return super(TypeCheckMeta, els).__new__(els,name,bases,diet)
    def __init__(els,name,bases,diet):
        els._fields = {}
        for key,value in diet.items():
            if isinstance(value,Typesetter):
                els._fields[key] = value
    def sayHi(els):
      print "Hi"
class TypeCheck(object):
    __metaclass__ = TypeCheckMeta
    def __setattr__(self,key,value):
        print "set attribute value"
        if key in self._fields:
            if not self._fields[key].is_valid (value):
                raise TypeError (' Invalid type for field')
            super(TypeCheck,self).__setattr__(key,value)
    class MetaTest(TypeCheck):
        name = TypeSetter(str)
        num = TypeSetter(int)
mt = MetaTest()
mt.name = "apple"
mt.num = "test"

在新式类中当一个类未设置metaclass属性的时候，它将使用默认的type元类来生成类。而当该属性被设罝时査找规则如下: 如果存在dict[‘metaclass‘],则使用对应的值来构建类；否则使用其父类dict[‘metaclass‘]中所指定的元类来构建类，当父类中也不存在指定的metaclass的情形下使用默认元类type;条件1不满足的情况下,如果存在全局变量metaclass,则使用该变量所对应的元类来构建类;否则使用types.ClassType。

元类的场景

(1)元类来实现单例模式

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class Singleton(type):
    def __init__(cls,rname,bases,dic):
        super(Singleton,els).__init__(name,bases,dic)
        cls.instance = None
    def __call__(els,*args,**kwargs):
        if els.instance is None:
            print "creating a new instance'
            els.instance = super(Singleton,els).__call__(*args,**kwargs)
        else:
            print "warning:only allowed to create one instance,minstance already exists!"
        return els.instance
class MySingleton(object):
    __metaclass__ = Singleton

(2)区别类方法与元方法:元方法可以从元类或者类中调用,而不能从类的实例中调用;但类方法可以从类中调用,也可以从类的实例中调用.
(3)多继承需要严格限制