Python教程：8个例子探秘 Python 元类与定制类！

今天我们要一起探索 Python 世界里的神秘角色——元类（Metaclasses），它们就像魔法一样，能让我们的类变得超乎寻常。想象一下，如果你的类能自己决定自己的行为，那是不是超级酷炫？别急，接下来我们就通过8个小实验来感受元类的魅力！

1. 自定义类名生成器

def custom_name(cls):
    return f"MyCustom{cls.__name__}"
class MetaMyClass(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs['__name__'] = custom_name(name)
        return super().__new__(cls, name, bases, attrs)

class MyClass(metaclass=MetaMyClass):
    pass

print(MyClass)  # 输出: MyCustomMyClass
这就是元类帮我们自定义类名的小把戏。

2. 类属性注入

class MetaInject(type):
    def __init__(cls, name, bases, attrs):
        attrs['shared_var'] = 'Injected by MetaClass'
        super().__init__(name, bases, attrs)

class MyClass(metaclass=MetaInject):
    pass

print(MyClass.shared_var)  # 输出: Injected by MetaClass
元类让我们能在创建类时自动添加属性。

3. 检查类继承

def check_inheritance(metacls, bases):
    if 'BaseClass' not in bases:
        raise ValueError('BaseClass not found!')
metacls = type('MetaCheck', (MetaCheck,), {'__init_subclass__': check_inheritance})

class MyClass(metaclass=MetaCheck):
    pass

try:
    class NotDerivedClass():
        pass
except ValueError as e:
    print(e)  # 输出: BaseClass not found!
确保子类继承了特定基类，元类在关键时刻把关。

4. 预设方法实现

class MetaOverride(type):
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        instance = super().__call__(*args, **kwargs)
        instance.custom_method()
        return instance

class MyClass(metaclass=MetaOverride):
    def custom_method(self):
        print("Custom method called!")

my_instance = MyClass()
元类改变类的实例化行为，自动调用预设方法。

5. 实例化前检查

class MetaPreInit(type):
    def __init__(cls, *args, **kwargs):
        if not isinstance(args[0], str):
            raise TypeError('Argument must be a string!')
        super().__init__(*args, **kwargs)

class MyClass(metaclass=MetaPreInit):
    pass

try:
    MyClass(123)
except TypeError as e:
    print(e)  # 输出: Argument must be a string!
元类在实例化前检查输入类型，严格控制创建条件。

6. 类属性动态修改

class MetaDynamic(type):
    def __setattr__(cls, key, value):
        super().__setattr__(key, value.upper())
        print(f"Attribute {key} set to {value} (uppercase).")

class MyClass(metaclass=MetaDynamic):
    my_attribute = "hello"

my_class = MyClass()
print(my_class.my_attribute)  # 输出: ATTRIBUTE HELLO (UPPERCASE).
元类改变类属性值的处理方式，实时转换。

7. 类行为修改

class MetaBehavior(type):
    def __getattribute__(cls, name):
        if name == 'some_method':
            return lambda: 'Overridden!'
        return super().__getattribute__(name)

class MyClass(metaclass=MetaBehavior):
    some_method = "Original method"

print(MyClass.some_method())  # 输出: Overridden!
元类拦截并修改类的行为，动态改变方法。

8. 类的工厂模式

def create_class(name, base_class):
    class MetaFactory(type):
        def __new__(cls, name, bases, attrs):
            return type(name, (base_class,), attrs)
    return type(name, (base_class,), {})

MyCustomClass = create_class('MyCustomClass', MyClass)
元类作为工厂，动态创建具有特定行为的子类。

以上就是8个有趣的元类使用场景，它们让Python类变得更智能，定制化。记住，元类是高级工具，合理运用能让你的代码更加优雅和强大！现在，去试试这些小技巧，让Python编程变得更有趣吧！

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