Python中的Classes和Metaclasses详解

类和对象

类和函数一样都是Python中的对象。当一个类定义完成之后，Python将创建一个“类对象”并将其赋值给一个同名变量。类是type类型的对象(是不是有点拗口？)。

类对象是可调用的(callable，实现了 __call__方法)，并且调用它能够创建类的对象。你可以将类当做其他对象那么处理。例如，你能够给它们的属性赋值，你能够将它们赋值给一个变量，你可以在任何可调用对象能够用的地方使用它们，比如在一个map中。事实上当你在使用map(str, [1,2,3])的时候，是将一个整数类型的list转换为字符串类型的list，因为str是一个类。可以看看下面的代码：

>>> class C(object):...   def __init__(self, s):...       print s...>>> myclass = C>>> type(C)<type 'type'>>>> type(myclass)<type 'type'>>>> myclass(2)2<__main__.C object at 0x10e2bea50>>>> map(myclass, [1,2,3])123[<__main__.C object at 0x10e2be9d0>, <__main__.C object at 0x10e2bead0>, <__main__.C object at 0x10e2beb10>]>>> map(C, [1,2,3])123[<__main__.C object at 0x10e2be950>, <__main__.C object at 0x10e2beb50>, <__main__.C object at 0x10e2beb90>]>>> C.test_attribute = True>>> myclass.test_attributeTrue

正因如此，Python中的“class”关键字不像其他语言(例如C++)那样必须出现在代码main scope中。在Python中，它能够在一个函数中嵌套出现，举个例子，我们能够这样在函数运行的过程中动态的创建类。看代码：

>>> def make_class(class_name):...   class C(object):...       def print_class_name(self):...           print class_name...   C.__name__ = class_name...   return C...>>> C1, C2 = map(make_class, ["C1", "C2"])>>> c1, c2 = C1(), C2()>>> c1.print_class_name()C1>>> c2.print_class_name()C2>>> type(c1)<class '__main__.C1'>>>> type(c2)<class '__main__.C2'>>>> c1.print_class_name.__closure__(<cell at 0x10ab6dbe8: str object at 0x10ab71530>,)

请注意，在这里通过make_class创建的两个类是不同的对象，因此通过它们创建的对象就不属于同一个类型。正如我们在装饰器中做的那样，我们在类被创建之后手动设置了类名。同样也请注意所创建类的print_class_name方法在一个closure cell中捕捉到了类的closure和class_name。如果你对closure的概念还不是很清楚，那么最好去看看前篇，复习一下closures和decorators相关的内容。
Metaclasses

如果类是能够制造对象的对象，那制造类的对象又该叫做什么呢(相信我，这并不是一个先有鸡还是先有蛋的问题)？答案是元类(Metaclasses)。大部分常见的基础元类都是type。当输入一个参数时，type将简单的返回输入对象的类型，这就不涉及元类。然而当输入三个参数时，type将扮演元类的角色，基于输入参数创建一个类并返回。输入参数相当简单：类名，父类及其参数的字典。后面两者可以为空，来看一个例子：