OOP之反射和元类

• 反射（reflection）

• 定义：指的是对象可以通过代码来增删改查其中的属性以及方法

• 通过四个函数来实现这个功能，它们分别是hasattr()（查），getattr()（改），setattr()（增），delattr()（删）

• class Player:
      def __init__(self,name,age,gender):
          self.name = name
          self.age = age
          self.gender = gender
      def playoff(self):
          print('他能在季后赛砍下30分')
  
  kobe = Player('kobe bryant',42,'male')
  
  print(hasattr(kobe,'name'))             # 判断kobe对象中有无'name'的属性或者方法
  print(getattr(kobe,'name'))             # 从kobe对象中取出name属性
  print(getattr(kobe,'career','DDD'))     # 如果对象中没有指定的属性，则返回最后一个参数即默认值可以是字符串也可以是布尔值
  
  getattr(kobe,'playoff')()               # 其中也可以从对象中取出方法加括号的方式调用
  
  setattr(kobe,'team','lakers')           # 在对象中添加属性，对象名，属性名，属性的值
  
  delattr(kobe,'team')                    # 删除对象中的team属性
  print(kobe.team)                        # 报错AttributeError: 'Player' object has no attribute 'team'

• 为什么要引入反射概念

• 一方面是不用通过__dict__方法查找对象中的属性以及方法名，极大地简化了操作属性的步骤和程序
• 另一方面也是最重要的一点是，如果这个对象不是自己写的话，,我就必须判断这个对象是否满足的要求,也就是否符合我需要的属性和方法

• 框架代码

• from lib import settings        # 加载输出文件
  import importlib                # 导入模块的模块文件
  
  def run(insert_thing):          # 我要知道这个对象是插件中的哪个类的对象
      while True:
          cmd = input('请输入您想要执行的功能>>>:')
          if cmd == 'exit':
              print('退出程序')
              break
          if hasattr(insert_thing,cmd):
              func = getattr(insert_thing,cmd)
              func()
          else:
              print('您输入的功能不存在')
  
  # 将路径导出
  path = settings.CLASS_PATH
  # 拿出插件模块名称和类名称
  module_name, class_name = path.rsplit('.',1)
  
  # 导入插件模块
  module = importlib.import_module(module_name)
  # 取出类名称
  cls = getattr(module,class_name)
  print(cls)
  obj = cls()
  
  # 运行
  run(obj)

• 插件模块代码

• class WinCMD:
  
      def cd(self):
          print("wincmd 切换目录....")
  
      def delete(self):
          print("wincmd 要不要删库跑路?")
  
      def dir(self):
          print("wincmd 列出所有文件....")
  
  class LinuxCMD:
  
      def cd(self):
          print("Linuxcmd 切换目录....")
  
      def rm(self):
          print("Linuxcmd 要不要删库跑路?")
  
      def ls(self):
          print("Linuxcmd 列出所有文件....")
  
  
  

  CLASS_PATH = 'inserthings.WinCMD' 这个是配置文件中的代码

• 元类（metaclass）

• 定义：创建类的类，其不光能定义对象的行为还能够定义类的行为。说白了类就是元类的实例化，任何类都是type类的实例化。

• class Person:
      pass
  p = Person()
  
  print(type(p))              # <class '__main__.Person'>
  print(type(Person))         # <class 'type'>
  
  # Person类是通过type类实例化产生的

• 似乎元类和继承有着相似的地方，但是它们是完全不同的，元类是类的实例化，而继承则是类与类之间的联系，子类可以使用父类中的属性和方法，元类则是产生与被产生（类与对象）的关系，用来限制类的创建。

• 如何控制类对象的创建

• __init__ 方法

• """
  只要继承了type类，那么该类就是一个元类
  """
  
  class Type2(type):
      def __init__(self,cls_name,base,dict):
          super().__init__(cls_name,base,dict)
          print(cls_name,base,dict)
          if not cls_name.istitle():
              print('你的类的首字母没有大写')
  
  
  class Instance(metaclass = Type2):          # 为实例化的一个类指定了元类
      pass
  class instance1(metaclass = Type2):         # 输出你的类的首字母没有大写，起到了限制类的名字命名规范的效果
      pass

• 控制对象的创建 __call__方法

• 当你调用类对象时会自动珍惜元类中的__call__方法 ,并将这个类本身作为第一个参数传入,以及后面的一堆参数，覆盖元类中的call之后,这个类就无法产生对象,必须调用super().__call__来完成对象的创建并返回其返回值。

• class Upper(type):
      def __call__(self,*args,**kwargs):
          new_args = []   
          for item in args:
              new_args.append(item.upper())
          print(new_args)                                 # ['KOBE', 'MALE']
          return super().__call__(*new_args,**kwargs)
  
  
  class Student(metaclass = Upper):
      def __init__(self,name,gender):
          self.name = name
          self.gender = gender
  
  stu1 = Student('kobe','male')
  print(stu1.name)                                        # 返回KOBE

• 补充new方法

• 当你要创建类对象时,会首先执行元类中的__new__方法,拿到一个空对象,然后会自动调用__init__来对这个类进行初始化操作 注意:如果你覆盖了该方法则必须保证,new方法必须有返回值且必须是,对应的类对象

• class Meta(type):
  
      def __new__(cls, *args, **kwargs):
          print(cls) # 元类自己
          print(args) # 创建类需要的几个参数  类名,基类,名称空间
          print(kwargs) #空的 
          print("new run")
          # return super().__new__(cls,*args,**kwargs)
          obj = type.__new__(cls,*args,**kwargs)
          return obj
      def __init__(self,a,b,c):
          super().__init__(a,b,c)
          print("init run")
  class A(metaclass=Meta):
      pass
  print(A)

• 单例设计模式

• # 单例n元类
  class Single(type):
      def __call__(self, *args, **kwargs):
          if hasattr(self,"obj"): #判断是否存在已经有的对象
              return getattr(self,"obj") # 有就返回
  
          obj = super().__call__(*args,**kwargs) # 没有则创建
          print("new 了")
          self.obj = obj # 并存入类中
          return obj
  
  
  class Student(metaclass=Single):
      def __init__(self,name):
          self.name = name