3.python元类编程

1.1.propety动态属性

在面向对象编程中，我们一般把名词性的东西映射成属性，动词性的东西映射成方法。在python中他们对应的分别是属性self.xxx和类方法。但有时我们需要的属性需要根据其他属性动态的计算，此时如果直接使用属性方法处理，会导致数据不同步。下面介绍@property方法来动态创建类属性。

from datetime import datetime,date

class User:
    def __init__(self,name,birthday):
        self.name = name
        self.birthday = birthday
        self._age = 0

    @property
    def age(self):
        return datetime.now().year - self.birthday.year

    @age.setter
    def age(self,value):
        self._age = value

if __name__ == '__main__':
    user = User("derek",date(year=1994,month=11,day=11))
    user.age = 23
    print(user._age)   #
    print(user.age)    # 24 ,动态计算出来的

1.2.__getattr__和__getattribute__的区别

object.__getattr__(self, name) 
找不到attribute的时候，会调用getattr，返回一个值或AttributeError异常。

object.__getattribute__(self, name) 
无条件被调用，通过实例访问属性。如果class中定义了__getattr__()，则__getattr__()不会被调用（除非显示调用或引发AttributeError异常）

（1）调用一个不存在的属性

class User:
    def __init__(self,info={}):
        self.info = info

    # def __getattr__(self, item):
    #     return self.info[item]

if __name__ == '__main__':
    user = User(info={"name":"derek","age":24})
    print(user.name)

会报错

（2）加了__getattr__之后就可以调用了

class User:
    def __init__(self,info={}):
        self.info = info

    #__getattr__是在查找不到属性的时候调用
    def __getattr__(self, item):
        return self.info[item]

if __name__ == '__main__':
    user = User(info={"name":"derek","age":24})
    print(user.name)    #derek

（3）__getattribute__

class User:
    def __init__(self,info={}):
        self.info = info

    #__getattr__是在查找不到属性的时候调用
    def __getattr__(self, item):
        return self.info[item]

    #__getattribute不管属性存不存在，都访问这个
    def __getattribute__(self, item):
        return "zhang_derek"

if __name__ == '__main__':
    user = User(info={"name":"derek","age":24})
    #不管属性存不存在，都走__getattribute__
    print(user.name)    #zhang_derek     #即使属性存在也走__getattribute__
    print(user.test)     #zhang_derek    #不存在的属性也能打印
    print(user.company)   #zhang_derek   #不存在的属性也能打印

1.3.属性描述符

验证赋值的时候是不是int类型

#属性描述符

import numbers

#只要一个类实现了下面三种魔法函数中的一种，这个类就是属性描述符
class IntField:
    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value
    def __set__(self, instance, value):
        if not isinstance(value,numbers.Integral):
            raise ValueError("必须为int")
        self.value = value
    def __delete__(self, instance):
        pass

class User:
    age = IntField()

if __name__ == '__main__':
    user = User()
    user.age = 24
    print(user.age)

如果user.age=24，值是int，可以正常打印

如果user.age='test',传一个字符串，则会报错

1.4.__new__和__init__的区别

（1）__new__方法如果不返回对象，不会执行init方法

class User:
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("in new")

    def __init__(self,name):
        print("in init")
        self.name = name

# new是用用来控制对象的生成过程，在对象生成之前
# init是用来完善对象的
# 如果new方法不返回对象，则不会调用init函数
if __name__ == '__main__':
    user = User("derek")

运行结果：没有调用init方法

（2）返回对象就会执行init方法

class User:
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("in new")         #in new
        print(cls)              #cls是当前class对象    <class '__main__.User'>
        print(type(cls))        #<class 'type'>
        return super().__new__(cls)   #必须返回class对象，才会调用__init__方法

    def __init__(self,name):
        print("in init")        #in init
        print(self)             #self是class的实例对象      <__main__.User object at 0x00000000021B8780>
        print(type(self))       #<class '__main__.User'>
        self.name = name

# new是用用来控制对象的生成过程，在对象生成之前
# init是用来完善对象的
# 如果new方法不返回对象，则不会调用init函数
if __name__ == '__main__':
    user = User(name="derek")

#总结
# __new__ 用来创建实例，在返回的实例上执行__init__，如果不返回实例那么__init__将不会执行
# __init__ 用来初始化实例，设置属性什么的

1.5.自定义元类

（1）前戏：通过传入不同的字符串动态的创建不同的类

def create_class(name):
    if name == 'user':
        class User:
            def __str__(self):
                return "user"
        return User

    elif name == "company":
        class Company:
            def __str__(self):
                return "company"
        return Company

if __name__ == '__main__':
    Myclass = create_class("user")
    my_obj = Myclass()
    print(my_obj)    #user
    print(type(my_obj))     #<class '__main__.create_class.<locals>.User'>

（2）用type创建

虽然上面的方法能够创建，但很麻烦，下面是type创建类的一个简单实例

# 一个简单type创建类的例子
#type(object_or_name, bases, dict)
#type里面有三个参数，第一个类名，第二个基类名，第三个是属性
User = type("User",(),{"name":"derek"})

my_obj = User()
print(my_obj.name)    #derek

（3）不但可以定义属性，还可以定义方法

def say(self):     #必须加self
    return "i am derek"

User = type("User",(),{"name":"derek","say":say})

my_obj = User()
print(my_obj.name)     #derek
print(my_obj.say())    #i am derek

（4）让type创建的类继承一个基类

def say(self):     #必须加self
    return "i am derek"

class BaseClass:
    def answer(self):
        return "i am baseclass"

#type里面有三个参数，第一个类名，第二个基类名，第三个是属性
User = type("User",(BaseClass,),{"name":"derek","say":say})

if __name__ == '__main__':

    my_obj = User()
    print(my_obj.name)          # derek
    print(my_obj.say())         # i am derek
    print(my_obj.answer())      # i am baseclass

1.6.什么是元类？

元类就是创建类的类，比如上面的type

在实际编码中，我们一般不直接用type去创建类，而是用元类的写法，自定义一个元类metaclass去创建

# 把User类创建的过程委托给元类去做，这样代码的分离性比较好

class MetaClass(type):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return super().__new__(cls,*args, **kwargs)

class User(metaclass=MetaClass):
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    def __str__(self):
        return "test"

if __name__ == '__main__':
    #python中类的实例化过程，会首先寻找metaclass，通过metaclass去创建User类
    my_obj = User(name="derek")
    print(my_obj)    #test