Python

Question

运行以下代码：

class NonMeta:
    def __new__(cls):
        x = super().__new__(cls)
        x.attr = 100
        return x


class Meta(type):
    def __new__(mcs, name, bases, dct):
        x = super().__new__(mcs, name, bases, dct)
        x.attr = 100
        return x


class WithMeta(metaclass=Meta):
    pass


print(WithMeta.attr)
print(NonMeta.attr)

结果

/usr/bin/python3.7 /home/lookash/PycharmProjects/PythonLearning/classes.py
100
Traceback (most recent call last):
  File "/home/lookash/PycharmProjects/PythonLearning/classes.py", line 20, in <module>
    print(NonMeta.attr)
AttributeError: type object 'NonMeta' has no attribute 'attr'

为什么 WithMeta class 中的 attr 是一个 class 变量，而在 NonMeta class 中它是一个实例变量？

Answer 1

在NonMeta.__new__中，x是NonMeta的一个实例，因此对x.attr的赋值是为实例x创建一个实例属性。

在Meta.__new__里面，x是Meta的一个实例，即一个新的class。在这种情况下，x 是 class WithMeta，因此对 x.attr 的赋值会创建一个 class 属性。

class 语句在某种意义上是调用元类型的语法糖。也就是说，

class WithMeta(metaclass=Meta):
    pass

等同于

WithMeta = Meta('WithMeta', (object,), {})
# == Meta.__new__(Meta, 'WithMeta', (object,), {})

Answer 2

metaclass 的实例是声明他们将使用它的 classes（及其子classes）。因此，当您在 Meta.__new__ 中执行 x.attr = 100 时，x 是一个 class（在本例中是 metaclass、WithMeta 的一个实例）。

这与运行在 NonMeta.__new__ 中的同一行不同，其中 x 是 NonMeta 的一个实例，而 class 本身不是' 永远不会被分配 attr 属性。

出于这个原因，更改 __new__ 方法中的代码以使用与 x 不同且更好的名称可能是个好主意。在 NonMeta 中，一个好的名称可能是 self，因为这是方法中实例的传统名称。在 Meta 中，您可以使用 cls，因为实例将是 class.

Answer 3

没有 metaclass 的等效代码与你正在做的 with metaclass 很简单：

class NonMeta:
    x = 100

classes 中定义的 __new__ 方法仅在创建 class 的实例时调用 - 它不会运行这样做。在这段代码中：

class NonMeta:
    def __new__(cls):
        x = super().__new__(cls)
        x.attr = 100
        return x

来自 super().__new__(cls) 并存储在 x 中的 return 只是实例本身 - 以名称 self 传递给常规实例的同一对象方法（包括__init__）。

另一方面，

Metaclass 在创建 class 时具有其 __new__（和 __init__）方法运行。在普通的模块导入中，这发生在 class 语句及其主体被执行时。在主体的末尾，Python 运行时间具有创建新 class 所需的所有信息，并且元 class' __new__ 被调用.无论它 returns 变成 class。由于它的 return 值设置了 x 属性，它已经在 class.

上可见

Python - metaclass 将变量范围从实例更改为 class

Python - metaclass changes variable scope from instance to class

metaclass