为什么一个类具有它的元类的属性？

Question

我有一个这样的元类

class UpperMeta(type):
    def __new__(cls, clsname, bases, dct):
        uppercase_attr = {}
        for name, val in dct.items():
            if not name.startswith('__'):
                uppercase_attr[name.upper()] = val
            else:
                uppercase_attr[name] = val

        return super(UpperMeta, cls).__new__(cls, clsname, bases, uppercase_attr)

    def echo(cls):
        return 'echo'

class B(object):
    __metaclass__ = UpperMeta

assert hasattr(B, 'echo')
assert B.echo() == 'echo'
assert not issubclass(B, UpperMeta)

我的问题是：

1. 为什么B 类有echo 方法？如果B 不是UpperMeta 的子类，它不应该有echo 属性吗？
2. 类从元类中获得哪些属性？

Answer 1

class 对象 B 属于 type UpperMeta。

这导致UpperMeta 的所有类方法在类B 上都可用。该属性不在B 类上，而是从B 的类代理（B 是类，而不是B 的实例）

>>> print dir(B)
# General lack of echo()
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__metaclass__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

在这里：

>>> print dir(B.__class__)
['__abstractmethods__', '__base__',  ..., 'echo', 'mro']

来自documentation：

属性访问的默认行为是获取、设置或删除 对象字典中的属性。例如， a.x 有一个 以 a.dict['x'] 开头的查找链，然后 type(a).dict['x']，并继续遍历 type(a) 不包括元类。

---

这有点令人困惑“...不包括元类..”，这实际上意味着类型（a）的元类，因此说如果你的元类UpperMeta有一个元类TopMeta 和TopMeta 定义sos()，不会被查找：

class TopMeta(type):
    def __new__(cls, clsname, bases, dct):
        uppercase_attr = {}
        for name, val in dct.items():
            if not name.startswith('__'):
                uppercase_attr[name.upper()] = val
            else:
                uppercase_attr[name] = val

        return super(TopMeta, cls).__new__(cls, clsname, bases, uppercase_attr)

    def sos(cls):
        return 'sos'

class UpperMeta(type):
    __metaclass__ = TopMeta
    def __new__(cls, clsname, bases, dct):
        uppercase_attr = {}
        for name, val in dct.items():
            if not name.startswith('__'):
                uppercase_attr[name.upper()] = val
            else:
                uppercase_attr[name] = val

        return super(UpperMeta, cls).__new__(cls, clsname, bases, uppercase_attr)

class B(object):
    __metaclass__ = UpperMeta

assert not hasattr(B, 'sos')

唯一正确解释元类的演讲：David Beazley - Python 3 Metaprogramming。你只有前 80 分钟左右。

Answer 2

为什么B类有echo的方法，B不是UpperMeta的子类，它 不应该有 echo attr 吗？

如果您查看 What is a metaclass in Python? 或 Customizing class creation，您会看到（引用自 python 文档）

如果定义了__metaclass__，那么分配给它的可调用对象将是 调用而不是 type()。

type()

本质上是类语句的动态形式。名称字符串 是类名并成为__name__ 属性；基地 tuple 逐项列出基类并成为__bases__ 属性； 并且 dict 字典是包含定义的命名空间 类主体并成为__dict__ 属性。例如， 以下两个语句创建相同类型的对象：

>>> class X(object):
...     a = 1
...
>>> X = type('X', (object,), dict(a=1))

这是，它“就像”类扩展。这也回答了

从元类中得到什么属性类？

几乎所有东西。

也请be aware that

如果你想知道自己是否需要它们，你就不需要（那些 实际上需要他们确定地知道他们需要他们，而不是 需要解释原因）。

但在video posted by @Sebastian，他说

问：你会不会有太多的 [元编程] 答：没有

所以他认为学习很重要。