Python学习笔记12——元类

# type()函数既可以用于查看对象的类型，又可以创建新的类型，比如
def hello(self, name='world'):
    print('hello %s' % name)


Hello = type('Hello', (object,), dict(hello=hello))  # 创建Hello类
h = Hello()
h.hello()


# 等同于
class Hello1(object):
    def hello(self, name='world'):
        print('Hello %s' % name)


h1 = Hello1()
h1.hello()
print(type(Hello) == type(Hello1))
print(type(h) == type(h1))
''' 要通过type()创建一个类，type()函数依次传入3个参数：
        1.class的名称
        2.集成的父类集合（使用数组tuple的写法，若只有一个父类，需要用tuple的单元素写法）
        3.class的方法名称与函数绑定
    通过type()创建的类与直接写class是完全一样的，因为Python解释器遇到class定义时也是通过调用type()函数创建出class
    正常情况下我们都用class xxx的方式来定义类，但是动态语言本身也支持运行期通过type()函数动态创建类
'''


# metaclass（元类），元类与类和实例的关系：先定义metaclass，根据metaclass创建出类，然后创建出类的实例，相当于类是metaclass创建出的"实例"
# 类似于元类是类的模板，类是实例的模板，他们的创建都是基于模版
# 按照默认习惯，定义meatclass的类名时总是以Metaclass结尾，以便清楚地表示这是一个metaclass
class ListMetaclass(type):  # metaclass是类的模板，所以必须从’type‘类型派生
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs['add'] = lambda self, value: self.append(value)
        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)


# 有了ListMetaclass，我们在定义类的时候还要指示使用ListMetaclass来定制类，传入关键字参数metaclass：
class MyList(list, metaclass=ListMetaclass):
    pass


# 当我们传入关键字参数metaclass时，它将指示Python解释器在创建MyList时通过ListMetaclass.__new__()来创建
# __new__()方法接受到的参数依次是：当前准备创建的类的对象；类的名字；类继承的父类集合；类的方法集合
# 测试MyList的add（）方法
L = MyList()
L.add(1)
print(L)


# 输出：[1]

# metaclass一般用于ORM框架（ORM全称Object Relational Mapping，即对象—关系映射，就是把关系数据库的一行映射为一个对象
# 也就是一个类对应一个表，这样写代码更简单，不用直接操作SQL语句，要编写一个ORM框架所有的类都只能动态定义，因为只有使
# 用者才能根据表的结构定义出对应的类）
# 首先定义Field类，用于保存数据库表的字段名和字段类型
class Field(object):
    def __init__(self, name, column_type):
        self.name = name
        self.column_type = column_type

    def __str__(self):
        return '%s:%s' % (self.name, self.column_type)


# 在Field的基础上进一步定义各种类型的Field
class StringField(Field):
    def __init__(self, name):
        super(StringField, self).__init__(name, 'vachar(100)')


class IntegerField(Field):
    def __init__(self, name):
        super(IntegerField, self).__init__(name, 'bigint')


class ModelMetaclass(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        if name == 'Model':
            return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
        print("Found model:%s" % name)
        mappings = dict()
        for k, v in attrs.items():
            if isinstance(v, Field):
                print('Found mapping:%s => %s' % (k, v))
                mappings[k] = v
        for k in mappings.keys():
            attrs.pop(k)
        attrs['__mappings__'] = mappings  # 保存属性和列的映射关系
        attrs['__table__'] = name  # 假设表名和类名一致
        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)


class Model(dict, metaclass=ModelMetaclass):
    def __init__(self, **kw):
        super(Model, self).__init__(**kw)

    def __getattr__(self, key):
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            raise AttributeError(r"'Model' object has no attribute '%s'" % key)

    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

    def save(self):
        fields = []
        params = []
        args = []
        for k, v in self.__mappings__.items():
            fields.append(v.name)
            params.append('?')
            args.append(getattr(self, k, None))
        sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(params))
        print('SQL:%s' % sql)
        print('ARGS:%s' % str(args))


# 当用户定义一个User(Model)时，Python解释器首先在当前类User的定义中查找metaclass，若没有则在父类Model中查找metaclass，
# 找到后就使用Model中定义的metaclass来创建User类，即metaclass可以隐式继承到子类
# 在ModelMetaclass中一共做了以下几件事：
#   1.排除掉对Model类的修改
#   2.在当前类（如User）中查找定义的类的所有属性，若找到一个Field属性，就把它保存到一个__mappings__的dict中，同事从类属性中删除该Field属性
#   3.将表名保存到__table__中，这里简化为将类名作为默认的表名
# 在Model类中，就可以定义各种操作数据库的方法，如save(),delete(),find(),update()等
class User(Model):
    id = IntegerField('id')
    name = StringField('username')
    email = StringField('email')
    password = StringField('password')


# 创建一个实例
u = User(id=123, name='Michael', email='[email protected]', password='pw')
u.save()