为什么 python isinstance() 对基类传递而对元类传递不传递？

Question

我是元类的新手，可能会以意想不到的方式使用它们。我很困惑isinstance() 方法在处理子类时似乎具有传递行为，但在处理元类时却没有。

第一种情况：

class A(object):
   pass

class B(A):
    pass

class C(B):
     pass

ic = C()

暗示isinstance(ic,X) 为真，X 等于 A、B 或 C。

另一方面，这是一个元类示例：

class DataElementBase(object):
    def __init__(self,value):
        self.value = self.__initialisation_function__(value)

class MetaDataElement(type):
    def __new__(cls,name,initialisation_function, helptext ):
        result = type.__new__(cls,name,(DataElementBase,), dict(help=helptext) )
        result.__initialisation_function__  = staticmethod(initialisation_function)
        return result


###  test code  ####

# create a class from the metaclass
MyClass = MetaDataElement( 'myclass', float, "Value is obtained as float of user input" )

# create an instance of the class
my_instance = MyClass( '4.55' )

print ( 'MyClass is instance of MetaDataElement? %s' % isinstance( MyClass, MetaDataElement ) )
print ( 'MyClass is instance of DataElementBase? %s' % isinstance( MyClass, DataElementBase ) )
print ( 'my_instance is instance of MyClass? %s' % isinstance( my_instance, MyClass ) )
print ( 'my_instance is instance of MetaDataElement? %s' % isinstance( my_instance, MetaDataElement ) )
print ( 'my_instance is instance of DataElementBase? %s' % isinstance( my_instance, DataElementBase ) )

产量：

MyClass is instance of MetaDataElement? True
MyClass is instance of DataElementBase? False
my_instance is instance of MyClass? True
my_instance is instance of MetaDataElement? False
my_instance is instance of DataElementBase? True

也就是说，MyClass 是 MetaDataElement 元类的实例，my_instance 是 MyClass 类的实例，但不是 MetaDataElement 的实例。

我的解释正确吗？对此有简单的解释吗？

Answer 1

令人困惑的是MyClass 不是DataElementBase 的“实例”。它是元类的一个实例：MetaDataElement，以及该元类的所有超类的一个实例（即：“类型”和“对象”）。就像“普通”类的实例发生的情况一样：

将你的 sn-p 粘贴到我可以做的交互式解释器中：

In [96]: isinstance(MyClass, MetaDataElement)
Out[96]: True

In [97]: isinstance(MyClass, type)
Out[97]: True

In [98]: isinstance(MyClass, object)
Out[98]: True

In [99]: MyClass.__mro__
Out[99]: (__main__.myclass, __main__.DataElementBase, object)

“DataElementBase”与“MyClass”的关系是“超类”。所以，如果你问它是否是 DataElementBase 的子类，你会得到 True：

In [100]: issubclass(MyClass, DataElementBase)
Out[100]: True

类基在调用type.__new__时作为第三个参数传递。

因此，换句话说：“元类”是“用于构建类的类”，它与创建的类的继承链无关。相反，给定对象将始终是其类的任何“超类”的实例。元类不是其类的超类。

一旦您理解了这一点，您就会注意到“isinstance”和“issubclass”的行为在“非元”类及其实例以及“元类”和通过它们创建的类之间是相同的。

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在不相关的通知中，尽管您的代码按原样工作，但不鼓励这样做。：元类 __new__ 方法的签名应该与 type.__new__ 的签名一致 - 并接收元类本身，名称、bases、命名空间和可选的关键字参数。

按照您编写它的方式，将元类与此签名分开会强制您的代码以您所做的方式声明类：通过调用显式实例化元类。它不能用作从 class 语句及其主体创建新类的元类 - 在这种情况下，Python 使用 type.__new__ 使用的参数调用元类。

Answer 2

isinstance 的基本目的是检查一个对象是否有一个接口。例如，（类型对象）DataElementBase 的接口可能包括它具有value 属性。确实，my_instance.value 是 4.55。

（类型的对象）MetaDataElement 的接口是它是一个类，除其他外，它继承自DataElementBase。 my_instance是这样的一类吗？不;它甚至不像类那样可调用。它是这样一个类的对象，但isinstance(my_interface, MetaDataElement) 暗示它是这样一个类。