python--type，object，元类，__new_

上篇文章中通过代码方式，重点讲解了：

__new__和__init__之间的关系，前者是用来创建类实例，后者用来初始化类实例，它两配合使用，才完整生成一个类实例。
object和type之间的关系，前者负责继承这块工作，后者负责类型定义这块工作。即所有的对象都起源于object，所有的对象最终都是type这个类型。

本文将重点介绍元类和元类的创建。

1.什么是元类

元类是创建类的类。如何理解这句话，先看以下代码：

class B():pass
b=B()
print(b.__class__)
print(B.__class__)
print(object.__class__)
#打印情况：
<class '__main__.B'>
<class 'type'>
<class 'type'>

上述代码中b是由类B构建的，因此b的类型(通过__class__属性查看)是<class ‘main.B’>，而后面B和object的类型都是type，同理，这说明B和object都是由type这个类创建的，即type可以用来创建类。
能够创建类的类，我们称作元类，type就是最原始的一个元类。

2.type如何创建类

首先声明：type在python中有两个身份：
1.type当做函数用，同__class__属性作用相同，返回对象的类型
2.type当做类用，是元类，用于创建其它的类。

下面是当做类用。
语法：

type(类名称字符串,类继承的元组，类的属性/函数字典)

三个的参数含义和类型都在上面规定了。下面代码用type类创建了一个类A，并为类A创建了一个name属性和一个show函数(注意不是shows函数，尽管定义的时候是shows)

def shows(self,name):print(name)
#用type类创建类A
A=type("A",(object,),{'name':"bob",'show':shows})
aa=A()
print(aa.name)
aa.show("wangwu")##输出结果
bob
wangwu

3.自定义元类

默认情况下，所有类都是由type元类创建，当然也可以自定义元类，这样该类的__class__属性就不是type了，而是该自定义元类。
语法：自定义元类必须要显示继承于type类。

class XXMetaClass(type):pass

4.设置类的元类为自定义元类

class XXClass(object,metaclass=XXMetaClass):pass

5.实例演练

下面代码中定义了一个元类TMetaclass，和三个普通类，且这三个普通类都是通过该元类生成的。由下面的打印结果可知，元类的__new__函数返回的值正是各个类。也就是说，在元类中是通过__new__函数生成类的。

class TMetaclass(type):def __new__(cls, name, bases, attrs):print("__new__参数：",cls, name, bases, attrs,'\n')print("__new__返回类型： ",type.__new__(cls, name, bases, attrs),'\n')return type.__new__(cls, name, bases, attrs)#生成相应的类，并返回class Test1(dict,metaclass=TMetaclass):def __init__(self, **kw):super(T, self).__init__(**kw)   def p(self):print("ppp")passclass Test2(Test1):passclass Test3(Test2):pass#结果打印：
__new__参数： <class '__main__.TMetaclass'> Test1 (<class 'dict'>,) {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Test1', '__init__': <function Test1.__init__ at 0x000002F08653E8C8>, 'p': <function Test1.p at 0x000002F08653E7B8>, '__classcell__': <cell at 0x000002F0864BA1C8: empty>} __new__返回类型：  <class '__main__.Test1'> __new__参数： <class '__main__.TMetaclass'> Test2 (<class '__main__.Test1'>,) {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Test2'} __new__返回类型：  <class '__main__.Test2'> __new__参数： <class '__main__.TMetaclass'> Test3 (<class '__main__.Test2'>,) {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Test3'} __new__返回类型：  <class '__main__.Test3'>

4.类实例的生成过程

分为两个阶段：
1.类的生成：由元类生成；
2.实例的生成：由上述生成的类接着生成。

具体描述：

结合上一篇文章中，我们总结出生成一个类实例的全部过程：
1.类首先查找内部__metaclass__属性是否被自定义元类赋值，若赋值则准备用该自定义元类生成类，否则用type作为元类生成类；
2.解释器调用该元类的__new__函数（该函数为静态函数），并将要实例化的类中定义的各种属性传递给该函数固定的四个参数：其中cls是该元类本身，name是要被实例化的类的类名，bases是该类父类组成的元组，attrs则是该类{属性名：属性值，函数名：函数对象}组成的字典。
3.最终通过type类生成该类，并返回。
4.该类生成后，调用类中的__new__函数（该函数是静态函数）创建该类的实例，并返回该实例；
5.该实例接着调用它的__init__函数初始化实例，这样一个完整的实例就被生成出来了。

5，自定义元类的核心

由于是元类构建了类，因此若要更改某些固定类（str，int等）的用法，就必须在元类中做文章了。而元类的核心是__new__函数，自然在该函数内做文章。比如可以通过atrris字典为元类添加新的属性和函数，或改变以往的属性或函数等。这样的改变会传播到所有用该元类创建的类中。

总结：
__new__函数：
1.在元类中该函数用来构建类本身；
2.在类中，该函数用来构建类实例；

6. 类函数调用方式

def A():def show(self，name):print(name)
a=A()
#我们的调用方式：
a.show("hello")
#实际解释器的调用方式，这个a实例填充了self这个参数的位置
A.show(a,"hello")

参考文献：
1.深刻理解Python中的元类(metaclass)以及元类实现单例模式
2. 道生一，一生二
3. 一篇文章让你彻底搞清楚Python中self的含义