为什么我不能更改类的 __metaclass__ 属性？

Question

我有一个奇怪且不寻常的元类用例，我想在定义基类后更改其__metaclass__，以便其子类将自动使用新的__metaclass__。但这奇怪地不起作用：

class MetaBase(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs["y"] = attrs["x"] + 1
        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)

class Foo(object):
    __metaclass__ = MetaBase
    x = 5

print (Foo.x, Foo.y) # prints (5, 6) as expected

class MetaSub(MetaBase):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs["x"] = 11
        return MetaBase.__new__(cls, name, bases, attrs)

Foo.__metaclass__ = MetaSub

class Bar(Foo):
    pass

print(Bar.x, Bar.y) # prints (5, 6) instead of (11, 12)

我正在做的事情很可能是不明智的/不受支持的/未定义的，但我一生都无法弄清楚旧的元类是如何被调用的，而且我最不想了解这是怎么可能的。

编辑：根据jsbueno 提出的建议，我将Foo.__metaclass__ = MetaSub 行替换为以下行，这正是我想要的：

Foo = type.__new__(MetaSub, "Foo", Foo.__bases__, dict(Foo.__dict__))

Answer 1

问题是__metaclass__ 属性在继承时未使用，这与您的预期相反。 Bar 也没有调用“旧”元类。文档说明了如何找到元类：

适当的元类由以下优先级确定 规则：

• 如果 dict['__metaclass__'] 存在，则使用它。
• 否则，如果至少有一个基类，则使用其元类（这会首先查找 __class__ 属性，如果未找到， 使用它的类型）。
• 否则，如果存在名为 __metaclass__ 的全局变量，则使用它。
• 否则，将使用旧式经典元类 (types.ClassType)。

因此，在您的 Bar 类中实际用作元类的是在父级的 __class__ 属性中，而不是在父级的 __metaclass__ 属性中。

更多信息请访问this StackOverflow answer。

Answer 2

一个类的元类信息在它被创建的那一刻被使用（或者被解析为一个类块，或者动态地，通过对元类的显式调用）。它无法更改，因为元类通常会在类创建时进行更改——创建的类类型是元类。它的__metaclass__ 属性一旦创建就无关紧要了。

但是，可以创建给定类的副本，并让该副本具有与原始类不同的metclass。

在你的例子中，如果不是这样做：

Foo.__metaclass__ = MetaSub

你会的：

Foo = Metasub("Foo", Foo.__bases__, dict(Foo.__dict__))

您将实现您的预​​期。新的Foo 适用于所有效果与其前身相同，但具有不同的元类。

但是，以前存在的 Foo 实例不会被视为新 Foo 的实例 - 如果需要，最好使用不同的名称创建 Foo 副本。

Answer 3

子类使用其父类的 __metaclass__。

您的用例的解决方案是对父类的 __metaclass__ 进行编程，使其对父类的行为与其子类不同。也许让它检查类字典中的类变量并根据其值实现不同的行为 （这是 type 用来根据是否定义了 __slots__ 来控制是否为实例提供字典的技术。