Python 元类详解
一、Type介绍在Python中一切皆对象，类它也是对象，而元类其实就是用来创建类的对象（由于一切皆对象，所以元类其实也是一个对象）。
先来看这几个例子：
例1：
In : type(12)
Out: int通过 type 可以查看对象的类型，也就是查看对象是那一类的，这里可以看出来 12 是 int 类型的也就是整数类。由于一切皆对象，那么我们也可以查看 int 是属于哪一个类型的。
In : type(int)
Out: type通过这样的操作可以看出来 int 是 type 类型的，也就是说 int 类是 type 类实例化得到的对象。按照这样的思路在来看看 type 类是什么类型。
In : type(type)
Out: type从上面可以看出来 type 是 type 类型的对象
例2：在来看这样一个规律
In : class Foo:
...: pass
...:
In : f = Foo()
In : type(f)
Out: __main__.Foo
In : type(Foo)
Out: type
In : type(type)
Out: type由上可以看出，实例 f 是 Foo 类的对象，Foo 这个自定义的类它是 type 类型的，并且 type 也是 type 类型的。
总结：
[*]实例是类的实例；----------------------> f 是 Foo 类的实例
[*]类是 type 类的实例；-----------------> Foo 类是 type 类的实例
[*]type 类是 type 类的实例；
从上面的规律可以看出，所有的类终归都是由 type 实例化得来的，它就是最元始的，同时它也是一个类，所以也可以称之为元类（Metaclass）
实例、类、元类之间的关系如图所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly90eXBvcmEtaW1nLTEzMDQzOTM4NjcuY29zLmFwLXNoYW5naGFpLm15cWNsb3VkLmNvbS9pbWFnZXMvMjAyMjA3MjYxNDQ0ODkxLnBuZw==
二、Type 使用方法
在 help(type) 显示的帮助文档中，可以看到这样两种使用方法；
class type(object)
|type(object) -> the object's type
|type(name, bases, dict, **kwds) -> a new type第一种：直接带入对象，返回对象的类型，也是我们最常用的。
第二种：type(name, bases, dict, **kwds) 返回一个新的类型，也就是一个新的类。
[*]name：新类的名称；
[*]bases：以元组的形式，声明父类；
[*]dict：以字典的形式声明类的属性；
实例1：用 type 创建一个名为 Foo1 的类
In : Foo1 = type("Foo1", (), {})
In : Foo1.__bases__
Out: (object,)虽然没有给 bases 赋值，但是 Python 中所有的类都是以 object 为基类，所以查看类 Foo1 的父类，会得到这样一个结果。PS：__bases__查看父类。
也可以将 Foo1 实例化，就能看见 f 是 Foo1 类型，并且仿照之前的样子查找它的类型，可以一直查找到元类 type。
In : f = Foo1()
In : f.__class__
Out: __main__.Foo1
In : f.__class__.__class__
Out: type__class__ 是类的一个内置属性，表示类的类型，也是类的实例的属性，表示实例对象的类
实例2：利用元类 type 所创建的类 Bar 继承了 Foo1 和 Book 两个类
In : class Book:
...: def __new__(cls, *args, **kwargs):
...: cls.website = 'www.cnblogs.com'
...: return super().__new__(cls)
...:
In : Bar = type('Bar', (Foo1, Book), {'name': 'python'})
In : b = Bar()
In : b.name
Out: 'python'
In : b.website
Out: 'www.cnblogs.com'
In : b.__class__
Out: __main__.Bar
In : b.__class__.__class__
Out: type
In : Bar.__bases__
Out: (__main__.Foo1, __main__.Book)
In : Bar.__dict__
Out: mappingproxy({'name': 'python',
'__module__': '__main__',
'__doc__': None,
'website': 'www.cnblogs.com'})上述中 Bar 类除了在创建时设置的 name 外，还有从 Book 类继承来的 website，实例化后也可以读取到 name 和 website 两个属性的值，并且实例的类型是 Bar。
三、Metaclass
虽然使用第二种方法能定义出所需要的各种类型的类，但是，在实践中，这种形式并不常用，而是用这种形式；
In : class Meta(type):
...: pass
...:
In : class Spam(metaclass=Meta):
...: pass
...:
In : s = Spam()类 Meta 继承了 type ，也可以称为元类，而 Spam 类与之前定义的类的不同之处就在于，类名后括号内添加了参数 metaclass 来说明或指定元类，这样就利用了元类 Meta 创建了类 Spam。
总结描述：
[*]类 Spam 是元类 Meta 的实例；
[*]元类 Meta 实例化得到了类 Spam；
In : s.__class__
Out: __main__.Spam
In : s.__class__.__class__
Out: __main__.Meta
In : s.__class__.__class__.__class__
Out: type下面做一个更详细的实例，来了解 Spam 与 Meta 之间的关系。
class Meta(type):
def __new__(cls, name, bases, attrs):
print("执行了元类 Meta!")
attrs['author'] = "xiaoyang-sir"
spam_class = super().__new__(cls, name, bases, attrs)
print(spam_class)
return spam_class
class Spam(metaclass=Meta):
def __init__(self, website):
self.website = website
print(Spam.author)
"""
Out：
执行了元类 Meta!
<class '__main__.Spam'>
xiaoyang-sir
"""从上面程序运行的的结果可以直接看出当该段程序运行的时候，虽然并没有直接实例化 Spam 类，但是由于指定了 Meta 为 Spam 类的元类 ，所以 Meta 会直接实例化 Spam 类，并且元类 Meta 的构造方法 __new__() 中定义的属性 author 已经成为了实例 Spam 类的类属性。
那么接下来将 Spam 实例化后，也就能得到想要的结果。
s = Spam('www.cnblogs.com')
print(s.website)
print(s.author)
"""
Out:
执行了元类 Meta!
<class '__main__.Spam'>
www.cnblogs.com
xiaoyang-sir
"""四、元类实现单例模式
元类实现单例模式可以在元类中定义 __call__() 方法，__call__() 方法主要是在对象加括号被调用的时候执行 __call__() 方法中的内容。由于类是一个对象，所以在类加括号的时候就会执行元类中的__call__()方法。
class Meta(type):
__instance = None
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if not cls.__instance:
cls.__instance = type.__call__(cls, *args, **kwargs)
return cls.__instance
class Spam(metaclass=Meta):
pass
x = Spam()
y = Spam()
print(x)
print(y)
print(x==y)
"""
Out:
<__main__.Spam object at 0x00000251A51E7E50>
<__main__.Spam object at 0x00000251A51E7E50>
True
"""作者：Mr-Yang
出处：https://www.cnblogs.com/XiaoYang-sir/p/16524775.html
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