有没有办法在类定义之后设置元类？

Question

为了设置一个类的元类，我们使用__metaclass__ 属性。元类在定义类时使用，因此在类定义之后显式设置它没有效果。

当我尝试显式设置元类时会发生这种情况；

>>> class MetaClass(type):
    def __new__(cls, name, bases, dct):
        dct["test_var"]=True
        return type.__new__(cls, name, bases, dct)
    def __init__(cls, name, bases, dct):
        super(MetaClass, cls).__init__(name, bases, dct)


>>> class A:
    __metaclass__=MetaClass


>>> A.test_var
True
>>> class B:
    pass

>>> B.__metaclass__=MetaClass
>>> B.test_var

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#20>", line 1, in <module>
    B.test_var
AttributeError: class B has no attribute 'test_var'

我能想到的最好办法是重新定义整个类并以某种方式动态添加__metaclass__ 属性。或者你知道在类定义之后设置元类的更好方法吗？

Answer 1

您可以在创建类后更改元类，就像更改对象的类一样，但是您会遇到很多问题。对于初学者，初始元类需要与type不同，新元类的__init__和__new__不会被调用（尽管您可以手动调用__init__或执行__init__的方法'的工作）。

更改元类最不麻烦的方法可能是从头开始重新创建该类：

B = MetaClass(B.__name__, B.__bases__, B.__dict__)

但是如果你坚持动态改变元类，你首先需要用一个临时的自定义元类来定义B：

class _TempMetaclass(type):
    pass

class B:
    __metaclass__ = _TempMetaclass # or: type('temp', (type, ), {})

然后你可以这样定义元类：

class MetaClass(type):
    def __init__(cls, *a, **kw):
        super(MetaClass, cls).__init__(*a, **kw)
        cls._actual_init(*a, **kw)
    def _actual_init(cls, *a, **kw):
        # actual initialization goes here

然后执行以下操作：

B.__class__ = MetaClass
MetaClass._actual_init(B, B.__name__, B.__bases__, B.__dict__)

您还需要确保类的所有初始化都已完成_actual_init。您还可以将classmethod 添加到为您更改元类的元类中。

这两种解决方案都有一个轻微的缺点，即 B 的基础会受到限制 - 它们需要与原始元类和新元类兼容，但我想这对你来说不是问题。

Answer 2

元类的目的不是修改属性访问，而是自定义类的创建。 __metaclass__ 属性定义用于从类定义构造类型对象的可调用对象，默认为 type()。因此，该属性仅在类创建时评估。显然在以后的任何时候更改它都没有任何意义，因为您不能为已经创建的类自定义类创建。详情请见Python Language Reference, 3.4.3 Customizing class creation。

元类根本不是您想要做的事情的正确工具。如果你只是想给一个已经存在的类添加一个新属性，为什么不直接赋值呢？

Answer 3

您可以认为元类描述了class 语句的作用。这就是为什么稍后设置元类是不可能的：类代码已经转换为类型对象，更改它为时已晚。

您可以简单地将原始类型子类化以添加元类：

class C(B):
    __metaclass__=MetaClass

Answer 4

为什么需要这个？我不相信这是可能的，但如果你能解释一下用例，我可能会建议一个替代方案。

按照重新定义整个班级的思路，您可以这样做：

import types
NewClass = types.ClassType('NewClass', (object, ), {'__metaclass__':MetaClass})

然后将所有旧方法复制过来：

for item in dir(OldClass):
    setattr(NewClass, item, getattr(OldClass, item))

Answer 5

我现在无法对此进行测试（我现在无法在我的机器中访问 Python :-()，但除非 metaclass 是不可变的，否则您可以尝试类似这个：

>>> class B:
        pass
>>> setattr(B, "__metaclass__", MetaClass)

同样，我现在无法测试它，所以如果这是一个无效的答案，我很抱歉，只是想提供帮助。 :)