`metaclass`和`type`關鍵字在Python程式碼中較少被使用（也正因如此，它們的作用也沒有很好的被理解）。在這篇文章中，我們將探究`type()`的型別（types）和跟`metaclasses`相關的`type`的用法。

這是我的型別麼？
首先來看`type()`的第一個廣為人知的用法，即檢視一個物件的型別。Python初學者常常會對此有這樣的疑問：“我認為Python中是沒有型別的啊！”可事實正相反，Python中的一切都有型別（即使是型別關鍵字‘types’本身！），這是因為Python中的一切都是物件（object）。下面來看幾個例子：

>>> type(1)
<class 'int'>
>>> type('foo')
<class 'str'>
>>> type(3.0)
<class 'float'>
>>> type(float)
<class 'type'>
 

`type`的型別

一切看起來都是那麼理所當然，直到我們檢視float的型別，`<class 'type'>`?這是怎麼回事？繼續往下看：

>>> class Foo(object):
...     pass
...
>>> type(Foo)
<class 'type'>

啊，我們又看到了`<class 'type'>`。很顯然，所有類自身的型別都是`type`（無論是內建型別或是使用者定義型別的類）。那麼`type`的`type`又是什麼呢？

>>> type(type)
<class 'type'>
 

好吧，測試到此為止。`type`是所有型別的型別，包括它自身。事實上，`type`是一個元類`metaclass`，也就是“一個用來構建類的東西”。諸如`list()`這樣的類，是用來構建類的例項(instances)，例如`my_list=list()`。而元類則以同樣的方式來構建型別，例如以下程式碼：

class Foo(object):
    pass

建立自己的元類

與常規類類似，元類也可以由使用者自定義。具體用法是將目標類的`__metaclass__`屬性設定為自定義的`metaclass`。`metaclass`必須是可呼叫(callable)的，並且返回一個`type`。通常，使用者可以使用一個函式來設定`__metaclass__`屬性，這個函式是`type`的另一種用法：利用三個引數建立一個新類。

`type`的另一面

如上文所述，`type`有著另一種完全不同的用法。這種用法由傳入三個引數：type(name, bases, dict)能夠建立一個新的型別。以下是建立一個新類的通常做法：

class Foo(object):
    pass

而我們能夠通過以下的程式碼達到同樣的效果：

Foo = type('Foo', (), {})

目前Foo是一個名為“Foo”的類的引用，這個名為“Foo”的類以object為基類（通過type建立的類，如果沒有特別指定其基類，將會預設建立新型別的類）。


這麼做看起來非常棒，但如果我們需要向Foo中新增成員函式該怎麼辦呢？這很容易通過設定Foo的類屬性辦到：

def always_false(self):
    return False

Foo.always_false = always_false

上面的程式碼也能夠寫成如下形式：

Foo = type('Foo', (), {'always_false': always_false})

bases引數是Foo的基類列表，在上例中我們留空了，同時可以用type從Foo類建立一個新類：

FooBar = type('FooBar', (Foo), {})

這麼做有什麼用？

介紹完`type`和`metaclasses`之後問題隨之而來：“我該什麼時候使用它們呢？”答案是顯然的，在日常的工作中我們並不一定會經常使用到它們。但當我們想要動態地建立類時，利用type是一個很合適的解決方案。讓我們來看個例子：

sandman是我寫的一個庫，這個庫能夠自動地為已有資料庫生成REST API以及基於網頁的管理員介面（不需要配置模板程式碼）。大部分工作由SQLAlchemy這樣一個物件關係對映框架完成。

利用SQLAlchemy註冊一個數據庫表只有一種方法：建立一個描述這個資料表的模板類（跟Django中得models不同）。為了SQLAlchemy能夠識別一個表，一個對應的類必須通過某種方式生成。因為sandman沒有關於資料庫結構的任何先驗知識，所以不能通過提前準備模板類的方式來註冊資料表。相反，需要通過探查資料庫動態的生成模板類。是不是聽起來很熟悉？無論何時當你想動態地建立一個新類，type都將是你唯一正確地選擇。

以下是sandman中的相關實現程式碼：

if not current_app.endpoint_classes:
    db.metadata.reflect(bind=db.engine)
    for name in db.metadata.tables():
        cls = type(str(name), (sandman_model, db.Model),
                {'__tablename__': name})
        register(cls)

正如你所見，如果使用者沒有手動的為一個表建立模板類，程式碼將動態的建立，並且利用表名設定`__tablename__`屬性(SQLAlchemy將利用這個屬性匹配表與相應的模板類)。

總結

在這篇文章中，我們討論了`type`、`metaclasses`的兩種用法和使用時機。儘管`metaclasses`是一個多多少少會讓人感到困惑的概念，希望讀者現在對此能有一個清晰的認識，並在未來的學習中能夠使用。

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P.S. 吐個槽，csdn部落格為什麼還不支援Markdown？