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面向对象【day08】：类的特殊成员-类的起源与metaclass

2024-10-31 06:21:39   204人阅读

本节内容

  1. 类的特殊成员方法
  2. 类的起源于metaclass

一、类的特殊成员方法

一、概述

　 前面我们讲了类的方法，有普通方法，就是我们自己定义的方法，还有静态方法，类方法，属性方法，其实类还有另外一种方法，叫做类的特殊成员方法

1 __doc__

说明：表示类的描述信息

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class Dog(object):
    """此类是形容Dog这个类"""    #类的描述信息
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
 
print(Dog.__doc__)   #打印类的描述信息
 
#输出
此类是形容Dog这个类

2 __module__和__class__

说明：

  1. __module__: 表示当前操作的对象在哪个模块
  2. __class__：表示当前操作的对象的类是什么

技术分享

aa.py的代码：

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class C(object):
 
    def __init__(self):
        self.name = "shuaigaogao"

index.py的代码：

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from lib.aa import C
 
obj = C()
 
print(obj.__module__) #表示当前操作的对象在哪个模块
print(obj.__class__)  #表示当前操作的对象的类是什么
 
#输出
lib.aa
<class ‘lib.aa.C‘>

3 __init__

说明：构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行

4 __del__

说明：析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行

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注：此方法一般无须定义，因为Python是一门高级语言，程序员在使用时无需关心内存的分配和释放，因为此工作都是交给Python解释器来执行，
所以，析构函数的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的

5 __call__

说明： 对象后面加括号，触发执行

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class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.name = "shuaigaogao"
 
    def __call__(self, *args, **kwargs):  #重写call方法
        print("running call",args,kwargs)
 
f = Foo()   #执行__init__
f(1,2,3,name=333)  # 执行call方法，也可以写成 Foo()(1,2,3,name=333)
 
#输出
running call (1, 2, 3) {‘name‘: 333}

 注：构造方法的执行是由创建对象触发的，即：对象 = 类名() ；而对于 __call__ 方法的执行是由对象后加括号触发的，即：对象() 或者 类()()

6 __dict__

说明： 查看类或对象中的所有成员

①类.__dict__

效果：打印类中所有的属性，不包括实例属性

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class Province(object):
 
    country = ‘China‘
 
    def __init__(self, name, count):
        self.name = name
        self.count = count
 
    def func(self, *args, **kwargs):
        print("func")
 
print(Province.__dict__) #类.__dict__
 
#输出
{‘__doc__‘: None, ‘__weakref__‘: <attribute ‘__weakref__‘ of ‘Province‘ objects>, ‘__init__‘:
<function Province.__init__ at 0x00000247F3CAD488>, ‘country‘: ‘China‘, ‘__dict__‘:
<attribute ‘__dict__‘ of ‘Province‘ objects>, ‘func‘: <function Province.func at
0x00000247F3CAD510>, ‘__module__‘: ‘__main__‘}  #打印类中所有的属性，不包括实例属性

②实例名.__dict__

效果：打印该实例的所有属性，不包括类属性

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class Province(object):
 
    country = ‘China‘
 
    def __init__(self, name, count):
        self.name = name
        self.count = count
 
    def func(self, *args, **kwargs):
        print("func")
 
p = Province("jiangsu",20000)  #实例化
print(p.__dict__) #实例名.__dict__
 
#输出
{‘count‘: 20000, ‘name‘: ‘jiangsu‘}  #打印该实例的所有属性，不包括类属性

7 __str__

说明：如果一个类中定义了__str__方法，那么在打印 对象 时，默认输出该方法的返回值

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class Province(object):
 
    country = ‘China‘
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def __str__(self):
        return "<obj:{0}>".format(self.name)
 
p = Province("jiangsu")
print(p)  #打印这个对象
 
#输出
<obj:jiangsu>  #给对象重新起了一个名字

注：这个以后会在django框架里面会用到，这边就不多说了

8 __getitem__、__setitem__、__delitem__

说明：用于索引操作，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

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class Foo(object):
 
    def __getitem__(self, key):
        print(‘__getitem__:‘,key)
 
    def __setitem__(self, key, value):
        print(‘__setitem__:‘,key,value)
 
    def __delitem__(self, key):
        print(‘__delitem__‘,key)
 
 
f = Foo()
f["name"] = "shuaigaogao"  #自动触发__setitem__方法
f["name"]      #自动触发__getitem__方法
del f["name"]  #自动触发__delitem__方法
 
#输出
__setitem__: name shuaigaogao
__getitem__: name
__delitem__ name

 注：这边的__delitem__没有做真正的删除，只是触发这个方法，想要真正删除，只需要在__delitem__函数中添加删除功能即可

二、类的起源于metaclass

一、概述

 　　前面我们学习了大篇幅的关于类，通过类创建对象，那我们想知道这个类到底是怎么产生的呢？它的一切来源是什么？还有对象，对象是通过什么方法创建的，现在我们一头雾水，行的，下面我们就来揭开类的面纱，看看类和对象到底是怎么创建的，通过什么创建的。

二、类的起源

2.1 传统创建类

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class Foo(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
f = Foo("shuaigaogao")

f 是通过 Foo 类实例化的对象，其实，不仅 f 是一个对象，Foo类本身也是一个对象，因为在Python中一切事物都是对象，按照一切事物都是对象的理论：obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建，那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

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print(type(f))    #输出：<class ‘__main__.Foo‘>  表示：f 对象由Foo类创建
print(type(Foo))  #输出：<class ‘type‘>          表示：Foo类对象由 type 类创建

所以，f对象是Foo类的一个实例，Foo类对象是 type 类的一个实例，即：Foo类对象 是通过type类的构造方法创建 

2.2 type创建类

说明：  type创建类的格式，类名 = type(‘类名‘,(父类，)，{‘方法名‘：方法的内存地址})

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def func(self):  #创建方法
    print("hello {0}".format(self.name))
 
def __init__(self,name):  #创建构造方法
    self.name = name
 
#通过type创建类，如果是经典类的话则写成：Foo = type("Foo",(),{"talk":func,"__init__":__init__})
Foo = type("Foo",(object,),{"talk":func,"__init__":__init__}) 
f = Foo("shuaigaogao")  #创建对象
f.talk()
 
#输出
hello shuaigaogao

总结：类 是由 type 类 实例化产生的

值得注意的是，新式类的写法，在继承父类那边，你继承一个父类后面就要加一个逗号，加逗号，它就把它当做一个元组，不加逗号，就是一个值了

技术分享

三、__new__方法

3.1 概念

new方法是类自带的一个方法，可以重构，__new__方法在实例化的时候也会执行，并且先于__init__方法之前执行

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class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls)
 
f = Foo("shuaigaogao")
 
#输出
Foo __new__ <class ‘__main__.Foo‘> shuaigaogao  #执行了new方法
Foo __init__  #执行了__init__方法

3.2 new方法作用

作用：所有对象都是通过new方法来实例化的，new里面调用了init方法，所以在实例化的过程中先执行的是new方法，而不是init方法。

①重构__new__方法

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class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
 
f = Foo("shuaigaogao")  #实例化
 
#输出
Foo __new__ <class ‘__main__.Foo‘> shuaigaogao

由上面的例子看出，没有执行__init__方法

②重构__new__方法，并继承父类的__new__方法

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class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):   #cls相当于传入类Foo
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls)  #继承父类的__new__方法，这边必须以返回值的形式继承
 
f = Foo("shuaigaogao")
 
#输出
Foo __new__ <class ‘__main__.Foo‘> shuaigaogao
Foo __init__

由上面不难看出，大多数情况下，你都不要去重构你的__new__方法，因为你父类中已经有__new__方法了,已经帮你写好了怎么去创建类，如果你重写的话，就会覆盖父类的里面的__new__方法。但是你重构可以增加一点小功能，但是你覆盖了以后还是需要继承父类回来，要不然你的这个实力就创建不了。

3.3 使用场景

我想对我自己写的一些类进行定制，就在它实例化之前就进行定制，就可以用到__new__方法，new方法就是用来创建实力的，重构new方法，必须以返回值的形式继承父类的new方法。

①需求：我在创建对象时候，同时创建一个类变量

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class Foo(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):  #cls相当于是传入的类名Foo
        cls.name = "shuaigaogao"  #创建对象是定义静态变量
        print(cls.name)
        return object.__new__(cls)  #继承父类的__new__方法
 
f = Foo("shuaigaogao")
print(Foo.name)
 
#输出
shuaigaogao
Foo __init__
shuaigaogao

四、__metaclass__方法

4.1 metaclass作用

metaclass这个属性叫做元类，它是用来表示这个类是由谁来帮他实例化创建的，说白了，就是相当于自己定制一个类，就这么一个意思。

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class MyType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
 
        print("Mytype __init__",*args,**kwargs)
 
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("Mytype __call__", *args, **kwargs)
        obj = self.__new__(self)
        print("obj ",obj,*args, **kwargs)
        print(self)
        self.__init__(obj,*args, **kwargs)
        return obj
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Mytype __new__",*args,**kwargs)
        return type.__new__(cls, *args, **kwargs)
 
class Foo(object,metaclass=MyType):  #python3统一用这种
    #__metaclass__ = MyType  #python2.7中的写法
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
        print("Foo __init__")
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls)
 
f = Foo("shuaigaogao")
print("f",f)
print("fname",f.name)
 
#输出
Mytype __new__ Foo (<class ‘object‘>,) {‘__new__‘: <function Foo.__new__ at 0x0000025EF0EFD6A8>,
‘__init__‘: <function Foo.__init__ at 0x0000025EF0EFD620>, ‘__qualname__‘: ‘Foo‘, ‘__module__‘: ‘__main__‘}
Mytype __init__ Foo (<class ‘object‘>,) {‘__new__‘: <function Foo.__new__ at 0x0000025EF0EFD6A8>,
 ‘__init__‘: <function Foo.__init__ at 0x0000025EF0EFD620>, ‘__qualname__‘: ‘Foo‘, ‘__module__‘: ‘__main__‘}
Mytype __call__ shuaigaogao
Foo __new__ <class ‘__main__.Foo‘>
obj  <__main__.Foo object at 0x0000025EF0F05048> shuaigaogao
<class ‘__main__.Foo‘>
Foo __init__
f <__main__.Foo object at 0x0000025EF0F05048>
fname shuaigaogao

创建过程如下：

技术分享

4.2 执行顺序

类的生成 调用 顺序依次是 __new__ --> __init__ --> __call__

metaclass 详解文章：猛击这里 得票最高那个答案写的非常好

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