什麼是 Python 元類
龜叔發明了 Python,然後集成了一堆概念在這門語言裡面,比如:迭代器,裝飾器,函式,生成器,類,物件,協程等等。
這些概念對初學者似乎沒一個好懂的,不過還有比這更難的概念,它是 Python 世界中的造物主,雖然我們很少去直接使用它,但天天都在用,它就是今天的主角------元類。
今天我的任務就是徹底明白什麼是元類,看懂了別忘了給我點個贊,分享給更多人。
要搞懂元類,我們還是先從物件說起。
物件(Object)
Python 一切皆物件,這句話你一定有聽說過(現在你就聽說了),一個數字是物件,一個字串是物件,一個列表是物件,一個字典是物件,例如:
>>>i = 10 >>> s = "abc" >>> nums = [1,2,3] >>> dicts = {"name":"zhang"}
等號右邊是物件,左邊是給這些物件取的名字,任何物件都有3個關鍵屬性:標識、值、型別。
標識
標識就和人的身份證ID一樣,每個物件有唯一ID標識,在整個生命週期中都不會變,你可以認為標識是這個物件在計算機記憶體中的地址。通過函式 id()
可以檢視物件的ID標識。
>>> id(i) 40592592 >>> id(s) 44980584
物件值
物件的第二個屬性是值,值很好理解,比如 i 的值是 10,s 的值是 abc,nums 的值就是 1,2,3。
型別
物件還有一個很重要的屬性就是型別,任何物件都有屬於自己的型別,物件就是由它的型別構造出來的,比如上面的 i 的型別是 int 型別,這個物件就是由 int 構造出來的。s 型別是字串型別,nums 的型別是列表型別,dicts 的型別是字典型別,它們都是由對應的型別構建出來的。
通過 type()
可以檢視物件的型別。
>>> type(i) <class 'int'> >>> type(s) <class 'str'> >>> type(nums) <class 'list'> >>>type(dicts) <class 'dict'>
物件的型別也和ID標識一樣,確定好之後就不會再變化了。
類與(例項)物件
除了系統已經定義好了的整數型別,字串型別,列表等型別之外,我們還可以建立自己的型別,用關鍵字 class
來定義。例如:
>>> class Person: # 這裡的 self 指某個例項物件自己 ... def __init__(self, name): # name 是例項的屬性 ... self.name = name # live 是類的屬性 live = True
這裡的 Person 就是自定義類,類是一個抽象的模版,既不指張三也不是李四,現在我們可以通過呼叫這個類來構造(例項化)出一個具體的,實在的,有名字的物件出來,這個物件稱之為例項物件。
>>> p1 = Person("zhangsan") >>> p1.name 'zhangsan' >>> >>> p2 = Person("lisi") >>> p2.name 'lisi'
這裡的 p1、p2 就是例項化之後的(例項)物件,這兩個物件的型別都是 Person 類,類與(例項)物件的關係就像一個車輛模具與一輛被造出來的真實車的關係一樣。
>>> p1 <__main__.Person object at 0x0195AA30> >>> type(p1) <class '__main__.Person'> # 這裡的__main__是模組名稱
類也是物件(又叫類物件)
剛剛我們說了一切都是物件,例項(真實車)是物件,類(模具)當然也是物件,因為它也是個實實在在存在的東西,
當 Python 直譯器執行到關鍵字 class
這個指令的時候,在內部就會建立一個名為 "Person" 的類,這個類也是個物件,我們稱之為類物件(注意區別例項物件),它一樣有ID標識、有型別、有值。例如:
>>> id(Person) 26564024 >>> type(Person) <class 'type'> >>> Person <class '__main__.Person'>
我們注意到這個 Person 這個類物件的型別叫 “type”,也就是說 Person 類是由 type 創建出來的,現在你要記住,p1,p2 是例項物件,而 Person 是類物件。另外,這個 type 是什麼鬼?
我們來回顧一下,例項物件 p1 的型別是類物件 Person,Person 的型別 type
>>> nums = [1,2,3] >>> type(nums) <class 'list'> >>> type(list) <class 'type'>
nums 的型別是 list,list 的型別也是 type,字典類(dict)的型別也是 type,所有類的型別都是 type,也就是說所有的類都是由type 建立的。這個 type 就是元類,道生一,一生二,三生萬物,元類就是 Python 中的造物主。(元類自己也是物件)
現在我們都知道類(物件)可以使用 class
關鍵字建立,我們還知道類(物件)的型別是 type,既然知道了它的型別是 type,那麼肯定可以通過 type(元類)來建立。
用元類建立類
前面講到過,type
有一個作用是用於檢查物件的型別,其實它還有另外一個作用就是作為元類動態地建立類(物件)。
>>> Person = type("Person", (), {"live":True}) >>> Person <class '__main__.Person'>
Person 就是一個類,它等價於:
>>> class Person: ... live = True ... >>> Person <class '__main__.Person'>
用元類 type
建立類的語法是:
type(類名,基類元組(可以為空), 屬性字典)
那麼元類到底有什麼用處呢?我們真的需要元類嗎?請關注下回講解,(留給大家多些時間消化,O(∩_∩)O)
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