App下載

怎么創(chuàng)建Python元類?元類知識點詳解!

猿友 2021-07-20 14:56:53 瀏覽數(shù) (2719)
反饋

什么是Python元類?

Python元類是與Python的面向對象編程概念相關的高級功能之一。它確定類的行為,并進一步幫助其修改。

元類和類的關系


用Python創(chuàng)建的每個類都有一個基礎的Metaclass。因此,在創(chuàng)建類時,您將間接使用元類。它隱式發(fā)生,您無需指定任何內容。

與元編程相關聯(lián)的元類決定了程序對其自身進行操作的能力。 學習元類可能看起來很復雜,但是讓我們先從一些類和對象的概念入手,以便于理解。

Python中的類和對象

類是一個藍圖,是具有對象的邏輯實體。 一個簡單的類在聲明時沒有分配任何內存,它是在創(chuàng)建一個類的實例時發(fā)生的。

通過創(chuàng)建的對象,可以訪問該類。該類僅用作模板。對象的屬性本質上意味著我們可以在運行時與它進行交互,傳遞諸如變量之類的參數(shù),進行存儲,修改,也可以與它進行交互。

可以使用__class__屬性檢查對象的類。讓我們看一個簡單的例子:

class Demo: 
       pass       
#This is a class named demo
 test=Demo()
print(test.__class__)  #shows class of obj
print(type(test))  #alternate method

Output: <class '__main__.Demo'>

Python大量處理類和對象的概念,并允許輕松,順利地進行應用程序開發(fā)。但是,什么使Python與Java和C這樣的語言不同呢?Python中的所有內容都可以定義為具有屬性和方法的對象。主題演講是Python中的類不過是更大類的另一個對象。

元類,類,對象的關系

類為對象定義規(guī)則。同樣,元類負責為類分配行為。我們已經知道,類是對象,就像每個對象都有一個實例一樣,類是元類的實例。

但是也有像Ruby和Objective-C這樣的語言也支持元類。那么,是什么使Python Metaclass更好,為什么還要學習它呢?答案是Python中的動態(tài)類。讓我們仔細看看。

Python中的動態(tài)類

Python是一種動態(tài)編程語言,并允許在運行時創(chuàng)建類。與C ++等其他語言不同,后者僅允許在編譯時創(chuàng)建類。在靈活性方面,Python優(yōu)于其他靜態(tài)類型的語言。

動態(tài)和靜態(tài)類型語言之間的差異并不大, 但是在Python中,它由于提供元編程而變得更加有用。

但是,如果我告訴您還有另一個關鍵功能將Python與其他編程語言區(qū)分開呢?

諸如Java或C ++之類的語言具有float,char,int等數(shù)據(jù)類型,而Python將每個變量視為對象。每個對象都屬于一個類,例如int類或str類。您可以使用稱為type()的內置函數(shù)來簡單地檢查任何變量的類。

number = 10993
print("Type associated is:", type(number))
name = "Aishwarya"
print("Type associated is:", type(name))

Output:

Type associated is: <class 'int'>

Type associated is: <class 'str'>

現(xiàn)在,您了解了Python中的所有內容都有與之關聯(lián)的類型。在下一個主題中,我們將嘗試了解元類實際上是如何工作的。

Python元類如何工作?

每當創(chuàng)建一個類時,都會調用默認的Metaclass類型。 元類包含名稱,基類集以及與該類關聯(lián)的屬性等信息。因此,在實例化一個類時,將調用帶有這些參數(shù)的類。可以通過兩種方法創(chuàng)建元類:

  • 類型類
  • 自定義元類

讓我們繼續(xù)輸入class以及如何創(chuàng)建class。

類型類

Python有一個稱為type的內置元類。與Java或C不同,那里有主要的數(shù)據(jù)類型。Python中的每個變量或對象都有一個與之關聯(lián)的類。Python使用幕后的Type類創(chuàng)建所有類。在上一個主題中,我們看到了如何使用type()檢查對象的類。讓我們舉一個例子,說明如何通過創(chuàng)建一個簡單的類來定義新類型。

class Edureka():
obj = Edureka()
 
print(type(obj))

Output: <class '__main__.Edureka'>

print(type(Edureka))

Output: <class 'type'>

在上面的代碼中,我們有一個名為Edureka的類,以及一個關聯(lián)的對象。我們通過簡單地在該類型之后創(chuàng)建一個名為自身的類,創(chuàng)建了一個名為Edureka的新類型。在第二個代碼中,當我們檢查Edureka類的類型時,其結果為“類型”。

因此,除非另有定義,否則元類使用類型類來創(chuàng)建所有其他類。我們可以通過兩種方法訪問Type類:

訪問類的方法

當我們通過類型類傳遞參數(shù)時,它使用以下語法。

type(__name__, __base__, attributes)
  • 名稱是一個字符串,并帶有類名
  • 該基礎是一個元組,可幫助創(chuàng)建子類
  • 屬性是字典,并分配鍵值對

由于Python中的類的行為與對象相似,因此可以用相同的方式更改其行為。我們可以在類內添加或刪除方法,類似于對對象的處理方式。

現(xiàn)在您已經知道Metaclass在Python中創(chuàng)建了所有其他類,并使用類型class定義了它們的行為。但是,您一定想知道,我們還有其他方法可以創(chuàng)建元類嗎?因此,讓我們看看如何創(chuàng)建一個自定義的元類。

Python中的自定義元類

現(xiàn)在我們知道并理解類型類如何工作。現(xiàn)在該學習如何創(chuàng)建自定義元類了。我們可以通過執(zhí)行動作或代碼注入來修改類的工作。為此,我們可以在創(chuàng)建類定義時將Metaclass作為關鍵字傳遞。另外,我們可以通過簡單地繼承通過此Metaclass關鍵字實例化的類來實現(xiàn)此目的。

在創(chuàng)建新類時,Python查找__metaclass__關鍵字。以防萬一,如果不存在。它遵循類型類層次結構。

類型類層次結構

Python在命名空間中執(zhí)行所有字典后,將調用類型對象,后者創(chuàng)建類的對象。我們可以使用兩種方法來創(chuàng)建自定義元類。

自定義元類

class EduFirst(type):
def __new__(cls, name, base_cls, dict):
pass
class EduSecond(type):
def __init__(self, name, base_cls, dict):
pass

讓我詳細解釋這兩種方法:

  • __new __():當用戶要在類創(chuàng)建之前定義元組字典時使用。它返回一個類的實例,并且很容易覆蓋/管理對象流。
  • __init __():在創(chuàng)建對象并對其進行初始化之后調用它。

Python中的__call__是什么?

在正式的Python文檔中,__call__方法可用于定義自定義元類。同樣,當調用類定義自定義行為時,我們可以覆蓋__prepare__之類的其他方法。

就像類如何像創(chuàng)建對象的模板一樣,元類也像類創(chuàng)建模板一樣。因此,元類也稱為類工廠。

請參見下一個示例:

class Meta(type):
def __init__(cls, name, base, dct):
cls.attribute = 200
class Test(metaclass = Meta):
pass
Test.attribute

Output: 200

元類允許自定義類。還有多種其他有效且簡單得多的方法可以通過這些方法實現(xiàn)相同的輸出。這樣的例子之一就是使用裝飾器。

裝飾器vs元類

Decorator是Python的一項流行功能,它允許您向代碼中添加更多功能。裝飾器是可調用的對象,可幫助修改現(xiàn)有的類甚至函數(shù)。在編譯期間,部分代碼將調用并修改另一部分。此過程也稱為元編程。

def decorator(cls):
class NewClass(cls):
attribute = 200
 return NewClass
@decorator
Class Test1:
 pass
@decorator
 
Class Test2:
 pass
Test1.attribute
 
Test2.attribute

Output: 200

Python中的Decorator是一個非常有用且功能強大的工具,可幫助您更改函數(shù)的行為,而無需實際更改任何代碼。 當您要在調試時修改程序的一部分而不是重寫函數(shù)或更改整個程序時,這非常方便。取而代之的是,您只需編寫一個單行裝飾器,其余的就由它來處理。

小結

以上就是Python元類和python裝飾器的詳細區(qū)別,更多Python元類和裝飾器類的內容可以關注W3Cschool其它相關文章!



0 人點贊