面向对象——python中类的创建

面向对象编程——Object Oriented Programming，简称OOP，是一种以对象为中心的程序设计思想。很多高级开发语言都是面向对象的，例如，如雷贯耳的Java、谷歌新推的Kotlin、开发iOS的Objective-C、苹果新推的Swift，以及C++、C#等都是面向对象的。Python也不例外，这篇文章将介绍python中类的创建。

一，常见的创建方式

在python中，最为常用也是最为简单的创建类的方式便是通过关键字 ‘class’ 进行创建，在python3中通常会继承 object 类，下面我们来通过class创建一个类Foo1，并实例化一个对象obj1：

class Foo1(object):
    v1 = 123

    def __init__(self):
        print("创建Foo1")

obj1 = Foo1()
#输出 "创建Foo1" 

在Foo1中，我们定义了它的 __init__() 方法，作为python预定义的构造函数，在对类进行实例化时会自动执行这个方法。

二，使用type创建类

type()函数最常见的用法便是查看变量的类型，如：

arr=[1,2,3,4]
print(type(arr))
#输出 "<class 'list'>"

而当使用type函数查看类和实例后的类对象的类型时：

class Foo1(object):
    pass

obj1 = Foo1()

print(type(Foo1))  #输出 <class 'type'>
print(type(obj1))  #输出 <class '__main__.Foo1'>

可以发现，类Foo1的类型为 ‘type’ ，实例后的类对象obj1的类型是 <class ‘__main__.Foo1’> 。

实际上 Python 允许使用 type() 函数（相当于 type 类的构造器函数）来创建 type 对象，又由于 type 类的实例就是类，因此 Python 可以使用 type() 函数来创建类，来看看type类的源码：

class type(object):
    """
    #传入参数只有object时，返回其类型
    type(object) -> the object's type
    
    #创建一个新类
    type(name, bases, dict, **kwds) -> a new type
    """
        
        #创建一个空白类
        def __new__(*args, **kwargs):
         # real signature unknown
        """ Create and return a new object.  See help(type) for accurate signature. """
        pass

        

        def __init__(cls, what, bases=None, dict=None): 
        # known special case of type.__init__
        """
        type(object) -> the object's type
        type(name, bases, dict, **kwds) -> a new type
        # (copied from class doc)
        """
        pass

在创建一个新的类时，type会先调用其 __new__()方法创建一个空白的类，然后才会调用 __init__()方法进行构造，看看构造函数中这句话：

type(name, bases, dict, **kwds) -> a new type

‘name’就是要创建的类的名字，‘bases’是想要继承的类，’dict’是要用字典类型封装类的成员，比如各种变量和方法。下面我们来使用type新建一个类Foo2,并实例化一个对象obj2：

​Foo2 = type(
    "Foo2",    #类的名字
    (object,), #继承的类
    
    #字典封装的成员
    {
        "v1": 123,     
        #通过lamba实现构造函数
        "__init__": lambda self: print("创建Foo2")
    }
)

obj2 = Foo2()

# 输出 "创建Foo2"

​

我们使用”type”创建了一个新的类Foo2, 我们便将其称为元类。Python中所有的东西都是对象，包括整数、列表以及类。它们全部都是对象，而且它们都是从一个类创建而来，这个类就是type。type就是Python的内建元类，当然了，我们也可以通过继承type来创建自己的元类。

三，继承type类的类来创建的类

我们先来创建一个继承了type类的新类Mytype:

class Mytype(type):
    # 新建一个空白类
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        # 创建新的类对象
        xx = super().__new__(cls, name, bases, attrs)
        print('创建类', xx)
        return xx

我们重写了父类type的 __new__() 方法，让他能够在创建新类的时候打印出新的类的名字，现在我们来通过Mytpe创建一个新的类Foo3,并且实例化一个对象obj3:

Foo3 = Mytype(
    "Foo3", 
    (object,), 
    {
    "v1": 123,
     "__init__": lambda self: print("实例化一个Foo3对象")
     }
)
obj3 = Foo3()
print("v1的值为：",obj3.v1)

那么将会输出一下结果：

既然我们可以通过重写父类type的 __new__() 方法，让他能够在创建新类的时候打印出新的类的名字，我们同样可以通过这样的方式对创建的新类进行操作，注意到我们在创建Foo3时，定义了一个变量为 v1=123，下面我们通过Mytype将Foo3中的v1删除：

class Mytype(type):

    # 新建一个空白类
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        # 那么我们可以通过自定义Mytype，对创建的类进行操作
        del attrs['v1']
        # 在这一步创建新的类对象
        xx = super().__new__(cls, name, bases, attrs)
        print('创建类', xx)
        return xx

Foo3 = Mytype(
    "Foo3",
    (object,),
    {
    "v1": 123,
     "__init__": lambda self: print("实例化一个Foo3对象")
     }
)
obj3 = Foo3()
print(obj3.v1)
print("v1的值为：",obj3.v1)

那么不出意外的报错了AttributeError: ‘Foo3’ object has no attribute ‘v1’

基于前面的Mytype，我们还可以通过这样的方式创建一个新类：

class Foo4(object,metaclass=Mytype):
    v1=123
    def __init__(self):
        print("创建类Foo4")

obj4=Foo4()

是的，就是在类中定义metaclass为你自己创建的新的元类。

四，总结

那么，总的那来说，元类的作用就是对要床架的类进行操作，比如删除或修改某个成员，拦截类的创建等。

然而，在实际开发中，通过元类对某个类进行操作显得有点小题大做了，开发者大可以直接在实例化的对象中直接对成员进行操作。但是，如果是一个要对一个框架进行操作，元类就有他的用武之地了，一个最为典型的例子就是python的web框架django 和 drf ，感兴趣的小伙伴可以去看看drf的序列化器Serializer的源代码。