Python常見面試題011. 如何在Python中動態建立類?

松勤吳老師發表於2023-03-08
Python面試題

011. 如何在Python中動態建立類?

說在前面

  • 答案是type

  • 你印象中的type是用來檢視物件的型別的

    li = []
type(li)  # 得到list

  • 對自定義的類是這樣的

    class Person:
    pass

wuxianfeng = Person()
type(wuxianfeng)  # __main__.Person

  • 此處的wuxianfeng是一個Person類的例項

  • 既然一切皆物件，那麼Person的型別是啥呢？

    type(Person)  # type

去官網看看

https://docs.python.org/zh-cn/3.9/library/functions.html?highlight=type#type

class type(name, bases, dict, **kwds)

1. 傳入一個引數時，返回 object 的型別。 返回值是一個 type 物件，通常與 object.__class__ 所返回的物件相同。
2. 推薦使用 isinstance() 內建函式來檢測物件的型別，因為它會考慮子類的情況。

3. 傳入三個引數時，返回一個新的 type 物件。 這在本質上是 class 語句的一種動態形式，
	name 字串即類名並會成為 __name__ 屬性；
	bases 元組包含基類並會成為 __bases__ 屬性；如果為空則會新增所有類的終極基類 object。
    dict 字典包含類主體的屬性和方法定義；它在成為 __dict__ 屬性之前可能會被複製或包裝。 

4. 下面兩條語句會建立相同的 type 物件:
        class X:
            a = 1

        X = type('X', (), dict(a=1))

5. 提供給三引數形式的關鍵字引數會被傳遞給適當的元類機制 (通常為 __init_subclass__())，相當於類定義中關鍵字 (除了 metaclass) 的行為方式。

6. 在 3.6 版更改: type 的子類如果未過載 type.__new__，將不再能使用一個引數的形式來獲取物件的型別

稍作解釋

  1. 傳入一個引數時，返回 object 的型別。 返回值是一個 type 物件，通常與 object.class 所返回的物件相同
a = 1
a.__class__
type(a)  # 跟上面的結果是一樣的， 但不能1.__class__哦~
  1. isinstance
s1 = 'a'
isinstance(s1,str) # True
isinstance(s1,(str,int,list)) # 一樣也是True
class A:
    pass
class B(A):
    pass

b = B()
isinstance(b,B)  # True
isinstance(b,A) # 也是True

# 但是type不一樣，不會檢查繼承
type(b) == B # True
type(b) == A # False

  1. 上面是最簡單的使用，最關鍵的來了，type傳入三個引數時，返回一個新的 type 物件。 這在本質上是 class 語句的一種動態形式

    # 在Pycharm上檢視type的定義
class type(object):
    """
    type(object_or_name, bases, dict)  # 2種用法
    type(object) -> the object's type # 上面講的用法1
    type(name, bases, dict) -> a new type # 建立動態類的另外一種方式
    """

    1. name 字串即類名並會成為 __name__ 屬性；# 字串型別
2. bases 元組包含基類並會成為 __bases__ 屬性；如果為空則會新增所有類的終極基類 object。 
3. dict 字典包含類主體的屬性和方法定義；它在成為 __dict__ 屬性之前可能會被複製或包裝。# 這裡可以填寫類屬性、類方式、靜態方法，採用字典格式，key為屬性名，value為屬性值

動態建立類

  • 官網案例

    class X:
    a = 1
# 等價於
X = type('X', (), dict(a=1))

  • 我們做點擴充

  • 示例1：一些典型的錯誤

    type('A',,)  # SyntaxError: invalid syntax

type('A',(),)  # TypeError: type() takes 1 or 3 arguments

type('A',(),1) # TypeError: type.__new__() argument 3 must be dict, not int

  • 示例2：類的建立

    # 依舊是錯誤的示範
type('A',(),{}) # 相當於建立了一個類的名字叫A
a = A()  # NameError: name 'A' is not defined  但你不能這麼用

# 正確的
B= type('B',(),{})
b = B()
type(b)  # __main__.B

    # 詭異的(不推薦)
D = type('C',(),{})
x = C()  # 哪個是對的？
y = D()  # 哪個是對的？




D = type('C',(),{})
x = C()  # 提示報錯了，NameError: name 'C' is not defined

y = D() # 對的
type(y)  # 結果是啥？  __main__.C 你想到了嗎？當然也還是可以理解的
# type('C',(),{}) 建立一個名叫C的類
# 但D這個變數接收了上面的返回值，C是沒有這個變數的(不在記憶體中)

  • 示例3：帶繼承的類的建立

    class A:
    pass

B = type('B',('A'),{})  # 這個錯比較明顯 
# TypeError: type.__new__() argument 2 must be tuple, not str



    class A:
    pass

B = type('B',('A',),{})

TypeError: metaclass conflict: the metaclass of a derived class must be a (non-strict) subclass of the metaclasses of all its bases
# 其實錯在你不能用'A'，這是個str，實際上此處應該是一個類名
    • 應該這樣
    class A:
    pass

B = type('B',(A,),{})
b = B() # 例項化沒問題
print(B.__mro__) # mro也是ok的
# (<class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)

  • 示例4：帶類屬性的建立

    C = type('C',(),{'name':'wuxianfeng'})
print(C.name)  # 輸出 wuxianfeng
    • 注意是類屬性，並不是例項屬性

  • 示例5：帶例項方法的建立

    def say(self):
    self.name = 'wuxianfeng'
    print(f'calling method say, my name is {self.name}')
Person = type('Person',(),{'say':say})
wxf = Person()
wxf.say()   # calling method say, my name is wuxianfeng

  • 多一個例子(因為這是最常見的做法)

    def run(self):
    return 'calling run'

Foo = type('Foo',
           (object,),
           {'value':1,
            'func':lambda self:'calling func',
           'run':run})
foo = Foo()
print(foo.value) # 輸出 1
result = foo.func() # 接收返回值‘calling func’
print(result)   # 輸出 calling func
print(foo.run()) # 輸出 calling run

說在最後

  • class建立類的本質就是用type建立，所以可以說python中所有類都是type建立的，包括整數、字串、函式以及使用者自定義的類

  • 當type()只有一個引數時，其作用就是返回變數或物件的型別

  • 當type()有三個引數時，其作用就是建立類物件

  • 透過type新增的屬性是類屬性，不是例項屬性

  • type就是Python的內建元類

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