python 类的内置函数2

必须明确创建对象的过程: 先创建空对象,执行初始化将属性存储到对象的名称空间中!
所以在__call__函数中必须完成这两步操作,同时将初始化完成的对象返回给调用者

一旦覆盖了__call__函数,就必须自己来完成上述的几个步骤

class MyMate(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 创建空对象
        # 调用init
        # 返回初始化后的对象
        obj = object.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        return obj
class Foo(metaclass=MyMate):
    def __init__(self):
        print("初始化对象")
f = Foo()
print(f)
通过元类来控制一个类实例化对象的过程
只需覆盖__call__函数我们就能完成对实例化过程的控制

#需求:
#2.要求实例化时传参必须为关键字形式，否则抛出异常TypeError: must use keyword argument
#3.key作为用户自定义类产生对象的属性，且所有属性变成大写
class Mymetaclass(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if args:
            raise TypeError('must use keyword argument for key function')
        obj = object.__new__(self) #创建对象，self为类Chinese

        for k,v in kwargs.items():
            obj.__dict__[k.upper()]=v
        return obj
class Chinese(metaclass=Mymetaclass):
    country='China'
    tag='Legend of the Dragon' #龙的传人
    def walk(self):
        print('%s is walking' %self.name)
p=Chinese(name='egon',age=18,sex='male')
print(p.__dict__)
补充:
产生类Teacher的过程就是在调用Mymeta，而Mymeta也是type类的一个对象，那么Mymeta之所以可以调用，一定是实现了__call__方法,但是我们就算自己写该方法,类也可以被创建,这是因为type中已经有默认的__call__的实现了
该方法中同样需要做至少三件事

#伪代码
 class type:
     def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.Mymeta'>
         obj=self.__new__(self,*args,**kwargs) # 产生Mymeta的一个对象
         self.__init__(obj,*args,**kwargs)
         return obj
5.元类实现单例
什么是单例
单例是指的是单个实例,指一个类只能有一个实例对象

为什么要用单例
当一个类的实例中的数据不会变化时使用单例,数据是不变的

例如开发一个音乐播放器程序,音乐播放器可以封装为一个对象,那你考虑一下,当你切歌的时候,是重新创建一个播放器,还是使用已有的播放器?

因为播放器中的数据和业务逻辑都是相同的没有必要创建新的,所以最好使用单例模式,以节省资源

当两个对象的数据完全相同时 则没有必要占用两份资源

#使用classmethod 实现单例
class Player():
    def __init__(self):
        print("创建播放器了")
    __play = None
    @classmethod
    def get_player(cls):
        if not cls.__play:
            cls.__play = Player()
        return cls.__play

p1 = Player.get_player();
p1 = Player.get_player();
p1 = Player.get_player();
p1 = Player.get_player();
该方法无法避免使用者直接调用类来实例化,这样就不是单例了

使用元类实现单例模式

#在类定义时 自动执行init 在init中创建实例 call中直接返回已有实例
class MyMeta(type):
    __instance = None

    def __init__(self,name,bases,dic):
        if not self.__instance:
            self.__instance = object.__new__(self)
            self.__init__(self.__instance)

        super().__init__(name, bases, dic)

    def __call__(cls):
        return cls.__instance

class Player(metaclass=MyMeta):
    def __init__(self):
        print("创建播放器了")
Player()
Player()
# 仅执行一次创建播放器
6.元类之属性查找
当一个类既有父类又有元类时属性的查找顺序是什么样的?

回顾一下,在没有元类时属性的查找是基于MRO列表的顺序,这个点还是相同的,那我们为某个类增加元类后,元类中的属性,什么时候会被使用到呢?来看一个例子

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    n=444
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        pass
class Bar(object):
    n = 333
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        pass
class Foo(Bar):
    n=222
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        pass
class Teacher(Foo,metaclass=Mymeta):
    n=111
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        pass
    school='Tsinghua'
print(Teacher.__new__)
print(Teacher.n)
测试结果表明:属性查找的顺序依然是遵循MRO列表顺序,当顶级类object中不存在时会查找元类,元类没有时查找元类的父类也就是type类,

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7.令人迷惑的__new__函数与__init__函数
class M(type):
    def __init__(self,clsname,bases,namespace):
        print("init")
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        pass
    pass
class A(metaclass=M):
    n = 1
    pass
print(A.__name__)
print(A.__bases__)
print(A.__dict__)
"""输出
init
A
(<class 'object'>,)
{'__module__': '__main__', 'n': 1, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None}
"""
我们已经知道__init__可以控制类的创建过程,但是现在我们看到的是,init中没有任何代码但是类的三个基本信息已经都有了,这说明类的创建其实已经完成了

class M(type):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("new")
        #return type.__new__(cls,*args,**kwargs)
    def __init__(self,clsname,bases,namespace):
        print("init")
class A(metaclass=M):
    n = 1
print(A.__name__)
print(A.__bases__)
print(A.__dict__)
"""输出
new
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/jerry/PycharmProjects/元类属性查找.py", line 43, in <module>
    print(A.__name__)
AttributeError: 'NoneType' object has no attribute '__name__'"""
执行了__new__函数但是并没有执行__init__,因为__new__函数是真正用于创建类的方法,只有创建类成功了才会执行init函数,new必须要有返回值且返回值类型为__type__时才会执行__init__函数,

将__new__中被注释的代码打开 一切正常! 再一次印证了第四节中的伪代码

总结:元类中__new__是用于创建类对象的 __init__是用于初始化类的其他信息的