一、 type()

1、創(chuàng)建類的兩種方式

方式一

class MyClass(object):
    def func(self,name):
        print(name)
 
myc = MyClass()
 
print(MyClass, type(MyClass))
print(myc, type(myc))

我們創(chuàng)建了一個名為MyClass的類，并實例化了這個類，得到其對象myc

上面代碼打印的結(jié)果為：

<class '__main__.MyClass'>    <class 'type'>
<__main__.MyClass object at 0x0288F8F0>   <class '__main__.MyClass'>

type()函數(shù)可以查看一個類型或變量的類型，MyClass是一個class，它的類型就是type，而myc是一個實例，它的類型就是class MyClass。

我們說class的定義是運行時動態(tài)創(chuàng)建的，而創(chuàng)建class的方法就是使用type()函數(shù)。

type()函數(shù)既可以返回一個對象的類型，又可以創(chuàng)建出新的類型，比如，我們可以通過type()函數(shù)創(chuàng)建出MyClass類，而無需通過Class MyClass(object)...的定義：

方式二

動態(tài)創(chuàng)建類
type(類名, 父類的元組（針對繼承的情況，可以為空），包含屬性的字典（名稱和值）)

def fn(self, name='world'): # 先定義函數(shù)
    print('Hello, %s.' % name)
 
MyClass = type('MyClass', (object,), {'func':fn}) # 創(chuàng)建MyClass類,得到一個type的類對象
# MyClass = type('MyClass', (object,), {'func':lambda self,name:name}) # 創(chuàng)建MyClass類
 
myc=MyClass()
 
print(MyClass, type(MyClass))
print(myc, type(myc))

打印結(jié)果：

<class '__main__.MyClass'> 　　<class 'type'>
<__main__.MyClass object at 0x0364B830> 　　<class '__main__.MyClass'>

要創(chuàng)建一個class對象，type()函數(shù)依次傳入3個參數(shù)：

• 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(shù)綁定，這里我們把函數(shù)fn綁定到方法名func上。

通過type()函數(shù)創(chuàng)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(diào)用type()函數(shù)創(chuàng)建出class。

type就是創(chuàng)建類對象的類。你可以通過檢查__class__屬性來看到這一點。Python中所有的東西，注意，我是指所有的東西——都是對象。這包括整數(shù)、字符串、函數(shù)以及類。它們?nèi)慷际菍ο?，而且它們都是從一個類(元類，默認為type，也可以自定制)創(chuàng)建而來。type也是由type創(chuàng)建。

二、元類（metaclass）

除了使用type()動態(tài)創(chuàng)建類以外，要控制類的創(chuàng)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(jù)這個類創(chuàng)建出實例，所以：先定義類，然后創(chuàng)建實例。

但是如果我們想創(chuàng)建出類呢？那就必須根據(jù)metaclass創(chuàng)建出類，所以：先定義元類（不自定義時，默認用type），然后創(chuàng)建類。

連接起來就是：先定義metaclass，就可以創(chuàng)建類，最后創(chuàng)建實例。

所以，metaclass允許你創(chuàng)建類或者修改類。換句話說，你可以把類看成是元類創(chuàng)建出來的“實例”。

默認情況下，類是使用type()構(gòu)造的。類主體在一個新的名稱空間中執(zhí)行，類名在本地綁定到類型的結(jié)果(名稱、基、名稱空間)。

可以通過在類定義行中傳遞元類關(guān)鍵字參數(shù)來定制類創(chuàng)建過程，或者從包含此類參數(shù)的現(xiàn)有類繼承。在下面的示例中，MyClass和MySubclass都是Meta的實例:

class Meta(type):
    pass
 
class MyClass(metaclass=Meta):
    pass
 
class MySubclass(MyClass):
    pass

使用metaclass的兩種方式

class MyType(type):　　# 自定義一個type的派生類
    def __init__(self,*args,**kwargs):
　　　　print('xx')
       super(MyType,self).__init__(*args,**kwargs)
 
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs)
        return obj
 
def with_metaclass(base):
    return MyType("MyType2",(base,),{})
 
# 方式一
class Foo(metaclass=MyType):　　# metaclass=MyType,即指定了由MyType創(chuàng)建Foo類，當程序運行，用到class Foo時，即調(diào)用MyType的__init__方法，創(chuàng)建Foo類
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
 
#方式二    在Flask的wtform的源碼中用到過
# class Foo(with_metaclass(object)):
#     def __init__(self,name):
#         self.name = name
 
 
a=Foo('name')
 

方式一:即用類的形式

執(zhí)行代碼后，當遇到class Foo時即聲明要創(chuàng)建一個Foo類，就會調(diào)用type的__init__方法創(chuàng)建類，由于此處（metaclass=MyType），即指定了Foo類的創(chuàng)建方式，所以會執(zhí)行type的派生類MyType的__init__方法，創(chuàng)建Foo類，打印一次'xx'

• 一般情況下, 如果你要用類來實現(xiàn)metaclass的話，該類需要繼承于type，而且通常會重寫type的__new__方法來控制創(chuàng)建過程。

• 在metaclass里面定義的方法會成為類的方法，可以直接通過類名來調(diào)用

方式二：用函數(shù)的形式

構(gòu)建一個函數(shù)，返回一個type的派生類對象，例如叫type的派生類, 需要3個參數(shù)：name, bases, attrs

• name: 類的名字
• bases: 基類，通常是tuple類型
• attrs: dict類型，就是類的屬性或者函數(shù)

metaclass 原理

1.基礎(chǔ)

metaclass的原理其實是這樣的：當定義好類之后，創(chuàng)建類的時候其實是調(diào)用了type的__new__方法為這個類分配內(nèi)存空間，創(chuàng)建好了之后再調(diào)用type的__init__方法初始化（做一些賦值等）。所以metaclass的所有magic其實就在于這個__new__方法里面了。

說說這個方法：__new__(cls, name, bases, attrs)

• cls: 將要創(chuàng)建的類，類似與self，但是self指向的是instance，而這里cls指向的是class

• name: 類的名字，也就是我們通常用類名.__name__獲取的。

• bases: 基類

• attrs: 屬性的dict。dict的內(nèi)容可以是變量(類屬性），也可以是函數(shù)（類方法）。

所以在創(chuàng)建類的過程，我們可以在這個函數(shù)里面修改name，bases，attrs的值來自由的達到我們的功能。這里常用的配合方法是

getattr和setattr（just an advice)

2.查找順序

元類是由以下優(yōu)先規(guī)則決定的:

如果“元類”存在，它就被使用了。

否則，如果至少有一個基類，則使用它的元類(這首先查找類屬性，如果沒有找到，則使用它的類型)。

否則，如果一個名為元類的全局變量存在，就會使用它。

三、 __init__，__new__，__call__三個特殊方法

• __new__： 對象的創(chuàng)建，是一個靜態(tài)方法，第一個參數(shù)是cls。(想想也是，不可能是self，對象還沒創(chuàng)建，哪來的self),其必須要有返回值，返回實例化出來的實例，需要注意的是，可以return父類__new__()出來的實例，也可以直接將object的__new__()出來的實例返回。

• __init__ ： 對象的初始化， 是一個實例方法，第一個參數(shù)是self，該self參數(shù)就是__new__()返回的實例，__init__()在__new__()的基礎(chǔ)上可以完成一些其它初始化的動作，__init__()不需要返回值。

• __call__： 對象可call，注意不是類，是對象。

1.對于__new__

class Bar(object):
    pass
 
class Foo(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return Bar()
 
print(Foo()) 

打印結(jié)果為：

<__main__.Bar object at 0x0090F930>

可以看到，輸出來是一個Bar對象。

__new__方法在類定義中不是必須寫的，如果沒定義，默認會調(diào)用object.__new__去創(chuàng)建一個對象。如果定義了，就是會覆蓋,使用自定義的，這樣就可以自定制創(chuàng)建對象的行為。

2.對于__init__

class Person(object):
 
  def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age
    print('執(zhí)行__init__')
 
  def __new__(cls, *args, **kwargs):
      obj = object.__new__(cls) # 創(chuàng)建對象
      print('執(zhí)行__new__方法')
      return obj
 
p1 = Person('hc', 24)
print(p1)

打印結(jié)果：

執(zhí)行__new__方法
執(zhí)行__init__
<__main__.Person object at 0x028EB830>

__init__方法通常用在初始化一個類實例的時候，但__init__其實不是實例化一個類的時候第一個被調(diào)用 的方法。當使用 Persion(name, age) 這樣的表達式來實例化一個類時，最先被調(diào)用的方法 其實是 __new__ 方法。從打印結(jié)果就可以看出來

若__new__()沒有正確返回當前類cls的實例，那__init__()將不會被調(diào)用，即使是父類的實例也不行。

3.對于__call__

對象通過提供__call__(slef, *args ,**kwargs)方法可以模擬函數(shù)的行為，如果一個對象x提供了該方法，就可以像函數(shù)一樣使用它，也就是說x(arg1, arg2...) 等同于調(diào)用x.__call__(self, arg1, arg2)。

class Foo(object): 
  def __call__(self): 
    pass 
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f = Foo()    #類()，即執(zhí)行元類的__call__
f()    #對象()，即執(zhí)行Foo的__call__ 

4、實例化對象的完整過程

class Foo(Bar):
    pass

當我們寫如這段代碼時，Python做了如下的操作：

Foo中有metaclass這個屬性嗎？如果是，Python會在內(nèi)存中通過metaclass創(chuàng)建一個名字為Foo的類對象（我說的是類對象，請緊跟我的思路）。如果Python沒有找到metaclass，它會繼續(xù)在Bar（父類）中尋找metaclass屬性，并嘗試做和前面同樣的操作。如果Python在任何父類中都找不到metaclass，它就會在模塊層次中去尋找metaclass，并嘗試做同樣的操作。如果還是找不到metaclass,Python就會用內(nèi)置的type來創(chuàng)建這個類對象。

把上面這段話反復讀幾次，現(xiàn)在的問題就是，你可以在metaclass中放置些什么代碼呢？

答案就是：可以創(chuàng)建一個類的東西。

那么什么可以用來創(chuàng)建一個類呢？

type，或者任何使用到type或者子類化type的東東都可以。

以上面的代碼為例，我們實例化一個對象obj=Foo()時，會先執(zhí)行Foo類的__new__方法，沒寫時，用父類的__new__方法，創(chuàng)建一個對象，并返回，然后執(zhí)行__init__方法（自己有就用自己的，沒有就用父類的），對創(chuàng)建的對象進行初始化。

obj()會執(zhí)行Foo類的__call__方法，沒有則用父類的

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，類也是對象，是元類的對象，即我們實例化一個類時，調(diào)用其元類的__call__方法。

元類處理過程：定義一個類時，使用聲明或者默認的元類對該類進行創(chuàng)建，對元類求type運算，得到父元類（該類聲明的元類的父元類），調(diào)用父元類的__call__函數(shù)，在父元類的__call__函數(shù)中, 調(diào)用該類聲明的元類的__new__函數(shù)來創(chuàng)建對象（該函數(shù)需要返回一個對象（指類）實例），然后再調(diào)用該元類的__init__初始化該對象（此處對象是指類，因為是元類創(chuàng)建的對象），最終返回該類

1.對象是類創(chuàng)建，創(chuàng)建對象時候類的__init__方法自動執(zhí)行，對象()執(zhí)行類的__call__方法
2.類是type創(chuàng)建，創(chuàng)建類時候type的__init__方法自動執(zhí)行，類() 執(zhí)行type的__call__方法(類的__new__方法,類的__init__方法)

原始type的__call__應該是參數(shù)結(jié)構(gòu)應該是：

metaname, clsname, baseclasses, attrs

原始type的__new__

metaname, clsname, baseclasses, attrs

原始type的__init__

class_obj, clsname, baseclasses, attrs

元類的__new__和__init__影響的是創(chuàng)建類對象的行為，父元類的__call__控制對子元類的 __new__，__init__的調(diào)用，就是說控制類對象的創(chuàng)建和初始化。父元類的__new__和__init__由更上層的控制，

一般來說，原始type是最初的父元類，其__new__和__init__是具有普遍意義的，即應該是分配內(nèi)存、初始化相關(guān)信息等

元類__call__影響的是創(chuàng)建類的實例對象的行為，此時如果類自定義了__new__和__init__就可以控制類的對象實例的創(chuàng)建和初始化

__new__和__init__影響的是創(chuàng)建對象的行為，當這些函數(shù)在元類中時，影響創(chuàng)建的是類；同理，當這倆個函數(shù)在普通類中時，影響創(chuàng)建的是普通的對象實例。

__call__影響()調(diào)用行為, __call__是在創(chuàng)建類的時候調(diào)用，即: class Test(object): __metaclass__=type, 定義類時就是創(chuàng)建類，此時會調(diào)用元類的__call__，如果元類有繼承，子元類定義時執(zhí)行的是父元類的__call__。
如果是普通類實例化對象，調(diào)用的是普通類的__call__

以上就是Python中類創(chuàng)建和實例化的過程詳解的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Python類創(chuàng)建和實例化的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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