Python实例一个类背后发生了什么

outshineamaze

写在最前面

一些很重要的知识,我的写得有点乱,也可以去看这些文章

首先来看一个例子,正常情况下我们定义并且实例一个类如下

class Foo(object):
 
    def __init__(self):
        pass
 
obj = Foo()   # obj是通过Foo类实例化的对象

上述代码中,obj 是通过 Foo 类实例化的对象,其实,不仅 obj 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。

print type(obj) # 输出: Foo 表示,obj 对象由Foo类创建
print type(Foo) # 输出:type表示,Foo类对象由 type 类创建

如果按照一切事物都是对象的理论: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。

两个基本的类

这里和有必要提到一下在Python中有两个最基本的对象,<type ‘object’> 和 <type ‘type’>,这两个对象是所有对象的起源。

  1. <type ‘type’>的类型是<type ‘type’>(它本身),<type ‘type’>的父类是<type ‘object’>

  2. <type ‘object’>的类型是<type ‘type’><type ‘object’>没有父类

在Python对象系统中,<type ‘object’>和<type ‘type’>的关系就像鸡和蛋的关系,不能说谁先于(创建)谁,两者是相互依赖的,共同构成了Python对象系统的基础.有点难理解,不过没有关系,知道有种这么两个东西就好了,比较我们也不是设计Python的人,没有必要搞的那么清楚.

类的创建

主要有两种方式,不过本质上都是一样的,都是通过type类来实例一个用户类

普通方式
Python
1    class Foo(object):
2     
3        def func(self):
4            print 'hello '

特殊方式(type类的构造函数)
Python
1    def func(self):
2        print 'hello '
3     
4    Foo = type('Foo',(object,), {'func': func})
5    #type第一个参数:类名
6    #type第二个参数:当前类的基类
7    #type第三个参数:类的成员

由上面可以看出来 , Foo类是由type类实例而来,那么具体的创建的过程是怎么样的呢,接着往下面看:

来了解几个概念

new 和 __init()和__metaclass__:

  • __new__函数是实例一个类所要调用的函数,每当我们调用obj = Foo()来实例一个类时,都是先调用__new__()

  • 然后再调用__init__()函数初始化实例. __init__()在__new__()执行后执行,

  • 类中还有一个属性 __metaclass__,其用来表示该类由 谁 来实例化创建,所以,我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类,从而查看 类 创建的过程。

阐述运行过程

图片描述

图片描述

  1. mytype产生一个叫做Foo的实例,主要的原理就是设置了,__metaclass__=MyTypoe,这样就指定mytype类来实例foo类,如果Python没有找到__metaclass__,它会继续在(父类)中寻找 __metaclass__属性,并尝试做和前面同样的操作。如果Python在任何父类中都找不到__metaclass__,它就会在模块层次中去寻找__metaclass__,并尝试做同样的操作。如果还是找不到__metaclass__,Python就会用内置的type来创建这个类对象。

  2. mytype类中的__new__方法返回了一个对象,所有的Python实例都是这句代码创建的type.__new__(cls,name,bases,attrs)

  3. mytype的__init__()函数初始化Foo类,在这里我们可以和在__new__()函数一样设置Foo类的attr属性,比如类中的方法,字段属性等

  4. 和Foo类的创建过程一样,studen类继承了Foo类,所以重复123步骤,得到一个studen类

  5. 当用户使用Foo()或者studen()来实例类时,会默认调用类中的_new_()方法,要是之类里面没有这个方法就到父类里面寻找__new__(),我们可以充分利用这个new函数,比如来实现Python中的单例模式,或者对类成员进行批量的修改等等.

  6. 产生了一个实例后马上执行__init__()函数,进行初始化实例,

  7. 由上面的运行结果可以看出,其中Foo和studen类的类型是<class '__main__.MyType'>,这也证明了Foo类和studen类都是由MyType实例而来…而第三个例子,可以看出Foo2类的类型是<type 'type'>,这个并不例外,Foo2继承了object类,(这个,还是跳过吧,前面已经讲过type和object相爱相杀的关系了)

总结

首先,你知道了类其实是能够创建出类实例的对象。好吧,事实上,类本身也是实例,当然,它们是元类的实例。Python中的一切都是对象,它们要么是类的实例,要么是元类的实例,除了type。type实际上是它自己的元类,在纯Python环境中这可不是你能够做到的,这是通过在实现层面耍一些小手段做到的。其次,元类是很复杂的。对于非常简单的类,你可能不希望通过使用元类来对类做修改。你可以通过其他两种技术来修改类:

  1. Monkey patching

  2. class decora

阅读 5.9k

梦很想家谈技术的地方
关于我和技术的一切都在这里

一个想成为全栈工程师的码农

264 声望
23 粉丝
0 条评论

一个想成为全栈工程师的码农

264 声望
23 粉丝
文章目录
宣传栏