在大多数编程语言中,类就是一组用来描述如何生成一个对象的代码段,在 Python 中也是如此。但在 Python 中,类也是对象,只要使用 class 关键字,Python 就会创建一个对象,这个对象(类)自身拥有创建对象(类实例)的能力。而且可以对它做如下操作:

  • 1、将它赋值给一个变量

  • 2、拷贝它

  • 3、为它增加属性

  • 4、将它作为函数参数进行传递

由于类也是对象,所以可以在运行时动态的创建类。例如在函数中创建类,在类中创建类,这样的类通常被称之为内部类。

在 Python 中,type 函数除了获取对象的类型外,还有一个完全不同的能力,用于动态的创建类。type 可以接受一个类的描述作为参数,然后返回一个类。如下所示

type(类名, 父类的元组(针对继承的情况,可以为空),包含属性的字典(名称和值))

在 Python 中,类也是对象,你可以动态的创建类。这就是当你使用关键字class时Python在幕后做的事情,而这就是通过元类来实现的。

所以,元类就是用来创建类的“东西”。可以这样理解,元类就是用来创建这些类(对象)的工具,即元类就是类的类。

函数 type实际上是一个元类。type 就是 Python 在背后用来创建所有类的元类。type 实际上是 Python 的内建元类,当然,你也可以创建自己的元类。

Python 通过 __metaclass__ 属性来自定义元类。可以在写一个类的时候为其添加 __metaclass__ 属性,这样 Python 会在内存中通过 __metaclass__ 创建一个类对象。如果 Python 没有找到 __metaclass__ ,它会继续在父类中寻找 __metaclass__ 属性,并尝试做和前面同样的操作。如果Python在任何父类中都找不到 __metaclass__ ,它就会在模块层次中去寻找 __metaclass__ ,并尝试做同样的操作。如果还是找不到 __metaclass__ ,Python就会用内置的 type 来创建这个类对象。

元类的主要用途是创建API。一个典型的例子是Django ORM。一般情况我们不需要对此作了解,所以这里只是做一个简单的描述。如果实际需要,则必须对其中的原理非常了解。

参考资料