Python面試常用的高階用法，怎麼動態建立類？
今天是Python專題的第16篇文章，今天我們來聊聊Python當中的元類。
元類是Python當中的高階用法，如果你之前從來沒見過這個術語或者是沒聽說過這個概念，這是非常正常的，因為一方面它的使用頻率不高，另外一方面就是它相對不太容易理解。以至於很多Python開發者都理解得不是很深入，導致了市面上相關的資料也並不太多。我也是讀了一些大牛的程式碼才開啟了這扇新世界的大門。
一切都是物件
我們之前的時候曾經介紹過，在Python當中一切都是物件，注意，是一切都是物件。我們都知道物件是類例項化之後的結果，可以簡單地將類和物件類比成模具和成品的關係。模具是類，而根據模具做出來的產品是物件。
這個比喻思想比較接近，但是不完美。因為實際當中一個模具可以做出多個產品，一個產品只有一個模具。但程式語言當中不同，由於類之間可以繼承以及多繼承，也就是說一個物件可以對應多個類。所以這個比喻不是特別合適，但是類和物件的關係是沒錯的。
但是這就有了一個問題，既然Python當中一切都是物件，那麼是不是說類其實也是一個物件呢？也就是說一個模具其實也是另外一個模具的產品？同樣，這個模具的模具其實也是另外一個模具的產品，那麼我們一直追問下去會怎麼樣呢？
很簡單，我們做個實驗就知道了，我們可以用_class__關鍵字來檢視一個變數的型別，那麼我們反覆呼叫就可以檢視其中的關係了：
從上面的圖中我們可以發現，num是int型別的變數。我們繼續檢視int這個型別的型別，得到了type型別。而當我們去檢視type的型別的時候，會發現我們得到的還是一個type的型別。
所以我們可以明白了，type是Python中用來建立所有類的元類，是所有模具的模具。在Python當中，我們把一個類的類叫做元類（metaclass）。所以type就是Python當中內建的元類，我們也可以自己建立我們需要的元類。通過元類，我們建立的物件也是一個類，而不是一個例項。
動態建立類
理解了type是一切類基礎之後，再來看動態類就簡單了。動態類是動態語言最大的特性之一，作為典型的動態語言，Python自然也是支援型別的動態建立的。
在Python當中，建立動態型別的一種方式就是通過type關鍵字。說起來有些意想不到，type函式不是用來查詢物件所屬的型別的嗎，怎麼還可以建立類呢？
這其實是type的另外一種用法，作為元類來建立一個類。在這種用法，type函式接收3個引數，分別是型別的名稱，父類的元組，以及一個字典。除了第一個引數之外，後面兩個引數都可以為空。比如我們來看一個例子：
注意，type返回的結果是一個類，而不是一個例項。所以我們還可以通過它建立例項：
hello = Hello()
這樣創建出來的是最簡單的空類，它什麼也沒有，和下面的程式碼等價。
class Hello:
pass
我們也可以在type的引數當中為這個類填充屬性和方法：
def hello_world(self):
print('hello')
Hello = type('Hello', (), {'hello':hello_world, 'num': 3})
這樣我們就為Hello這個類建立了一個方法叫做hello，一個屬性num等於3。我們可以來呼叫一下試試：
也就是說我們可以使用type來根據我們的需要自行定義類，只不過type既可以獲取物件的型別又可以建立新的類，看起來可能覺得有些不太直觀，但是其實這也是說得通的。我們在Python當中通過呼叫str建立一個string物件，通過int來建立一個integer物件，那麼通過type則是建立一個類的物件。
實現繼承
我們之前說了，當我們使用type來建立類的時候，還可以傳入父類的元組從而實現類的繼承。
比如我們再建立一個叫做World的類繼承剛才通過type創建出來的Hello類，然後在為它加上額外的函式：
def say_world(self):
print('World')
World = type('World', (Hello, ), {'world': say_world})
注意這裡傳入第二個引數是父類的元組，既然是元組，那麼當元素只有一個的時候，需要加上逗號，表示這是一個元組。這樣創建出來的類和我們通過class定義的靜態類效果是一樣的：
也就是說，我們可以先把函式實現，然後再根據任務的需要把這些函式組裝成新的類。顯然，這和傳統的C++以及Java這些靜態型別的語言相比，要靈活得多。
總結
我們固然可以通過type來建立動態建立類，但是從上面的使用過程也應該看得出來，這樣使用起來並不太方便，並且很多進階的功能很難實現。舉個簡單的例子，比如我們想要動態地為一個已有的類新增一些動態的方法，生成新的類。我們使用type就很難實現。type也的確不是Python元類的主要運用，metaclass才是王道，但由於篇幅限制，這部分將放在下一篇文章當中。
當然，元類是一個非常高階的用法，以至於Python的創始人說99%的Python程式設計師並不需要用到它。所以如果你覺得理解起來非常費勁的話也沒有關係，知道這麼個概念就可以了。
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