简要介绍python的元编程的metaclass

平时经常看到元编程、DSL这样的字眼，它到底是什么意思？
我的理解来看。元编程就是“代码生成器”，你可以通过一些代码生成另一些代码（动态地、按需的）。DSL则是domain special language：为了解决某个问题而发明的语言，比如HTML SQL YACC，它的反面是C JAVA Python这些通用语言。与DSL经常提到的是ruby，为什么说ruby可以DSL呢？因为它语法丰富，支持各种简写，lamba，闭包，block等等，通过自定义的一套高级API从而实现一门特定领域的方言。这种方言是可以交给客户写的。


python中元编程的目标是：动态生成需要的类class。我们知道class实例化后就是instance，而python中的metaclass实例化后就是class了。先看一个例子

class MyMeta(type):  
    def __new__(cls, name, parents, attrs):
        print("new info: ", cls, name, parents, attrs)
        attrs['abcde'] = 'fghijk'
        return type.__new__(cls, name, parents, attrs)

class C(metaclass=MyMeta):
    pass

print(C.abcde)

输出结果是：

引用

fghijk

通过修改__new__里面的attrs就可以更改类的属性

python类在初始化的时候，经历了两个阶段，第一个阶段是分配空间__new__()，第二个阶段是初始化值__init__()。当类被创建时，python2会首先寻找__metaclass__是否存在，如果存在则调用__metaclass__。如果此类没定义__metaclass__就去看父类，父类没有就去模块里找（全局变量__metaclass__），包里再没有就把__metaclass__ = type作为类的metaclass。而python3先看自己metaclass有没有定义，如果没有就看父类，父类没有就用type

再介绍下__new__中各个参数的意思：cls代表调用__new__函数的class，name代表对象的__name__值，也就是名称，parents代表对象的父类元组，attrs代表类的属性字典。

metaclass功能就是这么简单，一般来说是用不上的，除非要大批量的修改类的属性。其实python本身就是动态语言，在运行时就可以更改属性。而且decorator也可以很好的修改调用对象前后的行为。所以metaclass了解就行。

metaclass还有一些比较边边角角的知识点，比如说MyMeta这里还会引入一个__prepare__函数：

    #官方文档说要是classmethod类型
    @classmethod
    def __prepare__(self, *args, **kwargs):
        print("__prepare__ called")
#        return type.__prepare__(self, *args, **kwargs)
        return kwargs

这个函数还要在__new__函数调用之前调用，这个函数必须返回一个用于存放类属性（namespace）的数据结构，默认情况下就是字典类型了。我在这里直接就把kwargs返回就可以，没问题的，极端点，return {}都是可以的。这里可以玩一下，比如说

return {'xx': 'yy'}

你会发现整个类中都会被添加xx这个属性……

最后附上几个小知识点：

#可以使用type动态创建一个类
myclass = type("MyClass", (), {})
print(myclass)
s = super(myclass, myclass())
#super其实返回一个super object
print(s)
#输出结果是：
<super: <class 'MyClass'>, <MyClass object>>