python - 习惯从类型继承元类？

Question

我一直在尝试理解 python 元类，因此一直在浏览一些示例代码。据我了解，Python 元类可以是任何可调用的。所以，我可以让我的元类像

def metacls(clsName, bases, atts):
    ....
    return type(clsName, bases, atts)

但是，我看到很多人用以下方式编写他们的元类:

class Metacls(type):
    def __new__(meta, clsName, bases, atts):
        ....
        return type.__new__(meta, clsName, bases, atts)

据我所知，它们都会做同样的事情。有什么理由改用基类吗？习惯吗？

Answer 1

存在细微差别，主要与继承有关。当使用一个函数作为元类，生成的类实际上是 type 的实例，并且可以不受限制地继承；然而，元类函数永远不会为此类子类调用。当使用 type 的子类作为元类，结果类将是该元类的一个实例，其任何子类；但是，多重继承将受到限制。

说明差异:

>>> def m1(name, bases, atts):
>>>     print "m1 called for " + name
>>>     return type(name, bases, atts)
>>>

>>> def m2(name, bases, atts):
>>>     print "m2 called for " + name
>>>     return type(name, bases, atts)
>>>

>>> class c1(object):
>>>     __metaclass__ = m1
m1 called for c1

>>> type(c1)
<type 'type'>

>>> class sub1(c1):
>>>     pass

>>> type(sub1)
<type 'type'>

>>> class c2(object):
>>>     __metaclass__ = m2
m2 called for c2

>>> class sub2(c1, c2):
>>>     pass

>>> type(sub2)
<type 'type'>

请注意，在定义 sub1 和 sub2 时，没有调用元类函数。它们将被创建，就像 c1 和 c2 没有元类一样，而是在创建后被操纵。

>>> class M1(type):
>>>     def __new__(meta, name, bases, atts):
>>>         print "M1 called for " + name
>>>         return super(M1, meta).__new__(meta, name, bases, atts)

>>> class C1(object):
>>>     __metaclass__ = M1
M1 called for C1

>>> type(C1)
<class '__main__.M1'>

>>> class Sub1(C1):
>>>     pass
M1 called for Sub1

>>> type(Sub1)
<class '__main__.M1'>

已经注意到不同之处:创建 Sub1 时调用了 M1，并且两者类是 M1 的实例。我在这里使用 super() 进行实际创建，原因稍后会变得清楚。

>>> class M2(type):
>>>     def __new__(meta, name, bases, atts):
>>>         print "M2 called for " + name
>>>         return super(M2, meta).__new__(meta, name, bases, atts)

>>> class C2(object):
>>>     __metaclass__ = M2
M2 called for C2

>>> type(C2)
<class '__main__.M2'>

>>> class Sub2(C1, C2):
>>>     pass
M1 called for Sub2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 23, in __new__
TypeError: Error when calling the metaclass bases
    metaclass conflict: the metaclass of a derived class must be a (non-strict) subclass of the metaclasses of all its bases

这是对元类多重继承的主要限制。Python 不知道 M1 和 M2 是否是兼容的元类，所以它迫使你创建一个新的来保证它可以满足你的需要。

>>> class M3(M1, M2):
>>>     def __new__(meta, name, bases, atts):
>>>         print "M3 called for " + name
>>>         return super(M3, meta).__new__(meta, name, bases, atts)

>>> class C3(C1, C2):
>>>     __metaclass__ = M3
M3 called for C3
M1 called for C3
M2 called for C3

>>> type(C3)
<class '__main__.M3'>

这就是我在元类 __new__ 函数中使用 super() 的原因:所以每一个可以调用 MRO 中的下一个。

某些用例可能需要您的类是 type 类型，或者可能需要为了避免继承问题，在这种情况下，元类函数可能是要走的路。在其他情况下，类的类型可能真的很重要，或者您可能想要对所有子类进行操作，在这种情况下子类化type 会是一个更好的主意。随意使用最适合的风格任何给定的情况。