python type 与 metaclass理解

简介

众所周知，type在一般情况下，我们都会去获取一个对象的类型，然后进行类型的比较；除此之外，type还有一个不为人知的作用：动态的创建类。在了解这个之前，首先了解以下type和isinstance之间的关系或者说是区别，这两个方法都可以判断类型，但又有所区别

type与isinstance

class Person:
    def __init__(self) -> None:
        pass

    def sleep(self):
        print("sleep")

class Male(Person):
    def __init__(self) -> None:
        pass

    def sleep(self):
        print("sleep")

print(type(Person))
print(type(Male))
print(isinstance(Person, type))
print(isinstance(Male, type))
p = Person()
m = Male()
print(type(p))
print(type(m))
print(type(p) == type(m))
print(isinstance(p, Person))
print(isinstance(m, Male))
print(isinstance(m, Person))

<class 'type'>
<class 'type'>
True
True
<class '__main__.Person'>
<class '__main__.Male'>
False
True
True
True

由结果<class 'type'>可以看出，所有的类默认是继承自type类,也就是说type默认是所有类的元类;由isinstance与type之间的对比来看，isinstance会考虑到继承关系，但是type不会考虑到继承关系,通俗点讲就是，对于子类与父类的对象类型比较时，isinstance会认为是相同的，但是type会认为不是相同的。

因此建议在比较对象类型时最好使用isinstance方法。

如何动态创建一个类?

由上述可知，type默认是所有类的元类，因此我们可以使用type创建一个简单的类:

type(__name: str, __bases: tuple[type, ...], __dict: dict[str, Any])

• __name:类的名称
• __bases:继承的类，以元组形式，注意单个元素时需要在后面添加逗号
• __dict：类中的属性或者方法
  
  详细代码如下：

def run(self):
    print("run"

class_name = "Test"
base_name = object
name = "tom"
Person2 = type(
    class_name,
    (base_name,),
    {"run": run, "name": name},
)

print(type(Person2))
p = Person2()
print(type(p))
p.run()

<class 'type'>
<class '__main__.Test'>
run

metaclass作用

当我们需要对一种类型的类批量添加某些属性或者方法时，使用metaclass创建元类的派生类，从而添加属性或者方法

class FirstMetaClass(type):
    # cls代表动态修改的类
    # name代表动态修改的类名
    # bases代表被动态修改的类的所有父类
    # attr代表被动态修改的类的所有属性、方法组成的字典
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        # 动态为该类添加一个name属性
        attrs['name'] = "C语言中文网"
        attrs['say'] = lambda self: print("调用 say() 实例方法")
        return super().__new__(cls, name, bases, attrs)

class Test(metaclass=FirstMetaClass):
    def __init__(self) -> None:
        pass

    def __call__(self, *args, **kwds):
        pass

t = Test()
print(t.name)
t.say()

C语言中文网
调用 say() 实例方法

由上述看出，当指定了元类后，添加的属性可以直接调用，类似于子类可以直接调用父类的方法一样，其实元类就相当于时每个类的父类，因此修改元类属性或者方法，可以影响到子类，父类与子类的关系和元类与普通类的关系是类似的。