1.什么是类
在理解元类之前，我们必须先掌握Python中的类(class)。
和大多数语言一样，Python中的类知识用来描述如何“生成一个对象”：
>>> class ObjectCreator(object): ... pass ... >>> my_object = ObjectCreator() >>> print(my_object) <__main__.ObjectCreator object at 0x8974f2c>
但是，在Python中，类不仅能用来描述如何生成一个对象，类本身也是对象。
在你使用关键词 class 的时候，Python就会执行它，并创建一个对象。
>>> class ObjectCreator(object): ... pass ...
上述指令在内存中创建了一个“ObjectiveCreator”的对象。
这个对象（类）本身具有创建对象（实例）的能力，因此它也是一个类。你可以对它做以下操作：
1.将其分配给变量
2.复制它
3.为其添加属性
4.将其作为函数参数传递
例如：
>>> print(ObjectCreator) # you can print a class because it's an object <class '__main__.ObjectCreator'> >>> def echo(o): ... print(o) ... >>> echo(ObjectCreator) # you can pass a class as a parameter <class '__main__.ObjectCreator'> >>> print(hasattr(ObjectCreator, 'new_attribute')) False >>> ObjectCreator.new_attribute = 'foo' # you can add attributes to a class >>> print(hasattr(ObjectCreator, 'new_attribute')) True >>> print(ObjectCreator.new_attribute) foo >>> ObjectCreatorMirror = ObjectCreator # you can assign a class to a variable >>> print(ObjectCreatorMirror.new_attribute) foo >>> print(ObjectCreatorMirror()) <__main__.ObjectCreator object at 0x8997b4c>
2.动态创建类
由于类是对象，因此你可以像创建任何对象（数组、字典等）一样，随时随地创建类。
你甚至可以在函数里创建类：
>>> def choose_class(name):
... if name == 'foo':
... class Foo(object):
... pass
... return Foo # return the class, not an instance
... else:
... class Bar(object):
... pass
... return Bar
...
>>> MyClass = choose_class('foo')
>>> print(MyClass) # the function returns a class, not an instance
<class '__main__.Foo'>
>>> print(MyClass()) # you can create an object from this class
<__main__.Foo object at 0x89c6d4c>但是，这样的类并不是很动态，因为你必须自己编写整个类。
使用class关键字时，Python会帮你自动创建此对象，但是，Python同样也提供了一种手动创建的方法，那就是type函数。
>>> print(type(1))
<type 'int'>
>>> print(type("1"))
<type 'str'>
>>> print(type(ObjectCreator))
<type 'type'>
>>> print(type(ObjectCreator()))
<class '__main__.ObjectCreator'>type函数最经典的用法是返回对象的类型。但是很少人知道，它还能接受参数并手动创建类。
type(name, bases, attrs)
其中
name: 类名bases: 元组，父类名attrs: 字典，类属性值
因此你可以这样手动创建类：
>>> MyShinyClass = type('MyShinyClass', (), {}) # returns a class object
>>> print(MyShinyClass)
<class '__main__.MyShinyClass'>
>>> print(MyShinyClass()) # create an instance with the class
<__main__.MyShinyClass object at 0x8997cec>如果你想给它赋予属性，可以这样玩：
>>> class Foo(object): ... bar = True
等同于
>>> Foo = type('Foo', (), {'bar':True})用来继承也是可以的：
>>> FooChild = type('FooChild', (Foo,), {})
>>> print(FooChild)
<class '__main__.FooChild'>
>>> print(FooChild.bar) # bar is inherited from Foo
True可见通过type()函数创建的类和直接写class是完全一样的。
因为Python解释器遇到class定义时，仅仅是扫描一下class定义的语法，然后调用type()函数创建出class。
正常情况下，我们用class来定义类，但是，type()函数也允许我们动态创建类，也就是说，动态语言本身支持运行期动态创建类，这和静态语言有非常大的不同。
Python是通过什么做到这一切的？那就是元类。
3.什么是元类
元类就是用于创建类的“东西”。
你定义类是为了创建对象，Python中所有的类都是对象。元类是用于创建这些对象的。可以看这个例子：
MyClass = MetaClass() my_object = MyClass()
这有点像套娃。这段代码转化为type就是这样的：
MyClass = type('MyClass', (), {})因此，我们可以得到一个基本事实，type 本身就是一个元类。
其实，就是 type 在幕后创建了Python中所有的类。
通过检查__class__属性，你会看到Python中，一切对象都是基于 type 的：
>>> age = 35 >>> age.__class__ <type 'int'> >>> name = 'bob' >>> name.__class__ <type 'str'> >>> def foo(): pass >>> foo.__class__ <type 'function'> >>> class Bar(object): pass >>> b = Bar() >>> b.__class__ <class '__main__.Bar'>
那么，有个有趣的问题,__class__的__class__是什么呢？
>>> age.__class__.__class__ <type 'type'> >>> name.__class__.__class__ <type 'type'> >>> foo.__class__.__class__ <type 'type'> >>> b.__class__.__class__ <type 'type'>
因此，元类只是创建类对象的东西，如果愿意，可以将其称为“类的工厂”。
type 是Python使用的内置元类。不过，你可以创建自己的元类。
3.1 __metaclass__属性
在Python 2中，可以在编写类时添加属性__metaclass__，使用某个元类来创建该类：
class Foo(object):
__metaclass__ = something...
[...]不过，要小心的是，你虽然先写了 class Foo(object)，但Foo这个对象尚未被创建，Python将先寻找__metaclass__类，找到后用它来创建Foo类。
如果没有这个__metaclass__类，它将使用 type 来创建类。
因此，类创建的流程是这样的：
1.创建的类中有__metaclass__元类属性吗？
2.如果有，那就用__metaclass__给该类在内存中创建一个类对象。
3.如果Python找不到__metaclass__，它将在MODULE级别查找__metaclass__属性 。
4.如果还是没有，那就使用父类的元类来创建类对象。
现在的问题就是，你可以在__metaclass__中放置些什么代码呢？
答案就是：可以创建一个类的东西。那么什么可以用来创建一个类呢？type，或者任何继承或使用它的东西。
3.2 Python 3中的元类
设置元类的语法在Python3已改为：
class Foo(object, metaclass=something):
...即不再使用__metaclass__属性，而是在基类参数列表中引入关键字参数。
不过元类的基本工作方式不变。在Python3中，你可以将属性作为关键字参数传递给元类：
class Foo(object, metaclass=something, kwarg1=value1, kwarg2=value2):
...4.为什么需要元类
元类最主要的一个应用方向是创建API，一个最著名的应用是Django ORM，比如：
class Person(models.Model):
name = models.CharField(max_length=30)
age = models.IntegerField()当你这样访问属性的时候：
person = Person(name='bob', age='35') print(person.age)
它并不会返回models.IntegerField，而是返回了一个整形的数字。
这是因为models.Model引用了一个ModelBase类，该类随后进行了魔术般地操作，使其能够与数据库字段进行挂钩。
这就是元类的作用，Django通过它，完成了系列复杂的幕后工作，将原本非常复杂的事情变得非常简单。
我们的文章到此就结束啦，如果你喜欢今天的Python 实战教程，请持续关注Python实用宝典。
有任何问题，可以在公众号后台回复：加群，回答相应验证信息，进入互助群询问。
原创不易，希望你能在下面点个赞和在看支持我继续创作，谢谢！
Python实用宝典 (pythondict.com)
不只是一个宝典
欢迎关注公众号：Python实用宝典
