Python基础教程：对python使用元类的总结

元类

编写自定义元类分为两个步骤：

编写元类类型的子类。

使用元类挂钩将新元类插入到类创建流程中。

我们使 type 类实现子类化，并修改魔术方法，比如 __init__、__new__、__prepare__ 以及 __call__，以便在创建类时修改类的行为。这些方法包含基类、类名、属性及其值等方面的信息。在 Python 2 中，元类挂钩是称为 __metaclass__ 的类中的静态字段。在 Python 3 中，您可以将元类指定为类的基类列表中的一个 metaclass 参数。

由于 CustomMetaClass 的 __init__ 方法中的 print 语句，这些属性将会自动打印。我们假设您在 Python 项目中有个令人讨厌的合作者，此人更喜欢使用 camelCase 来命名类属性和方法。您知道这样不好，该合作者应该使用 snake_case（毕竟，这是 Python！）。我们能否编写元类，将所有这些 camelCase 属性更改为 snake_case？

您可能想知道我们在这里为什么使用 __new__ 而不是 __init__。__new__ 实际上是创建实例的第一步。它负责返回类的新实例。而在另一方面，__init__ 则不会返回任何内容。它只负责在创建实例后对其进行初始化。请牢记一条简单的经验法则：当需要控制新实例的创建时使用 new，而在需要控制新实例的初始化时则使用 init。

在元类中实现 __init__ 并不常见，因为它不是那么强大 — 在实际调用 __init__ 之前，已经构造了类。您可以将其视为具有一个类装饰器，但不同点在于：在构建子类时会运行 __init__，而不会为子类调用类装饰器。

因为我们的任务包括创建新实例（防止这些 camelCase 属性潜入类中），所以覆盖自定义 SnakeCaseMetaClass 中的 __new__ 方法。我们来确认下它是否运行：

它已运行！现在，你已了解了如何在 Python 中编写和使用元类。我们再来探究一下这有何用途。

在 Python 中使用元类

您可以使用元类对属性、方法及其值执行不同的准则。前面例子（使用 snake_case）的类似示例包括：

值的域限制

隐式转换自定义类的值（您可能希望向用户隐藏编写类的所有这些复杂方面）

执行不同的命名约定和样式准则（比如，“每种方法都应有一个文档字符串”）

向类添加新的属性

在类定义本身中定义所有这种逻辑时使用元类，主要原因就是为了避免在整个代码库中出现重复代码。

元类的实际使用

因为在子类中会继承元类，所以元类解决了代码冗余（不要重复自己 — DRY）这一实际问题。 通常情况下，在生成类对象的同时，通过执行额外操作或添加额外代码，元类也可以帮助提取有关类创建的复杂逻辑。元类的一些实际用例包括：

抽象基类

类的注册

在库和框架中创建 API

我们来具体看一下每个示例。

抽象基类

抽象基类是只能被继承而不会被实例化的类。Python 具有以下内容：

我们来创建一个从 Vehicle 类继承的 Truck 类：

请注意，我们没有实现抽象方法。我们来看下如果尝试实例化 Truck 类的对象会发生什么情况：

可以通过在 Truck 类中定义两种抽象方法来修复这个问题：

学会了吗？