Python中的MetaClass

Question

我正试图为我的班级创建一个元类。我试着用元类打印有关我们班的信息。

现在我已经创建了类的两个对象，但是第二个对象是在不引用我的元类的情况下创建的。

元类每个类只被调用一次吗？？

如有任何帮助，将不胜感激。

谢谢

class Singleton(type):
    def __new__(cls,name,bases,attr):
        print (f"name {name}")
        print (f"bases {bases}")
        print (f"attr {attr}")
        print ("Space Please")

        return super(Singleton,cls).__new__(cls,name,bases,attr)

class Multiply(metaclass = Singleton):
    pass
     
objA = Multiply()
objB = Multiply()

print (objA)
print (objB)

Answer 1

是的-只有在创建类时才调用元类的__new__和__init__方法。之后，在您的示例中，类将绑定到Multiply名称。在许多方面，它只是一个对象，就像Python中的任何其他对象一样。当您执行objA = Multiply()时，您不是在创建type(Multiply)的新实例，它是元类--您正在创建Multiply本身的一个新实例:调用Multiply.__new__和Multiply.__init__。

下面是这样的:在创建实例时调用__new__和__init__的Python机制是元类__call__方法中的代码。也就是说，就像使用__call__方法创建任何类并使用调用语法obj()的实例来调用type(obj).__call__(obj)一样，当您执行Multiply()时(在本例中)是Singleton.__call__(Multiply)。由于它没有实现，因此调用了辛格尔顿的超类，即type __call__方法--在那里调用了Multiply.__new__和__init__。

也就是说，上面的代码中没有任何东西可以使您的类表现为"singletons“。--更重要的是，--您不需要一个元类就可以在Python中拥有一个单独的实例。我不知道这东西是谁发明的，但它一直在四处流传。

First，如果您确实需要一个单例，只需编写一个普通的类，没有特殊的任何东西，创建您的单个实例，并记录应该使用的实例。就像人们使用None一样，没有人会一直获取对Nonetype的引用，并不断调用它以获得None引用：

class _Multiply:
   ...

# document that the code should use this instance:
Multiply = _Multiply()

或者，如果您的代码需要实例化应该是单个实例的类，则可以使用类的方法本身来控制实例化，而不需要元类：

class Multiply:
     _instance = None
     def __new__(cls):
         if not cls._instance:
             cls._instance = super().__new__(cls)    
             # insert any code that would go in `__init__` here:
             ...
             ...
         return cls._instance

第三代仅为演示目的，请不要使用此方法，可以在__call__方法中构建元类机制来具有单元素：

class Singleton(type):
    registry = {}
    def __new__(mcls,name,bases,attr):
        print(f"name {name}")
        print(f"bases {bases}")
        print(f"attr {attr}")
        print("Class created")
        print ("Space Please")

        return super(Singleton,mcls).__new__(cls,name,bases,attr)
    
    def __call__(cls, *args, **kw):
        registry = type(cls).registry
        if cls not in registry:
            print(f"{cls.__name__} being instantiated for the first time")
            registry[cls] = super().__call__(*args, **kw)
        else:
            print(f"Attempting to create a new instance of {cls.__name__}. Returning single instance instead")
        return registry[cls]
        

class Multiply(metaclass = Singleton):
    pass