Обычное для наследования метаклассов?

Я пытаюсь понять метаклассы python, и поэтому прошел через образец кода. Насколько я понимаю, метакласс Python может быть любым вызываемым. Итак, я могу использовать свой метакласс как

def metacls(clsName, bases, atts):
    ....
    return type(clsName, bases, atts)

Однако я видел, как многие люди пишут свои метаклассы следующим образом:

class Metacls(type):
    def __new__(meta, clsName, bases, atts):
        ....
        return type.__new__(meta, clsName, bases, atts)

Насколько я вижу, они оба будут делать то же самое. Есть ли причина использовать базовый класс? Это обычное дело?

Ответ 1

Существуют тонкие различия, в основном относящиеся к наследованию. При использовании как метакласс, результирующий класс действительно является экземпляром type, и может быть унаследован без ограничений; однако, функция метакласса никогда не будут вызваны для таких подклассов. При использовании подкласса type в качестве metaclass, результирующий класс будет экземпляром этого метакласса, как это будет любой из его подклассов; однако множественное наследование будет ограничено.

Иллюстрируя различия:

>>> def m1(name, bases, atts):
>>>     print "m1 called for " + name
>>>     return type(name, bases, atts)
>>>

>>> def m2(name, bases, atts):
>>>     print "m2 called for " + name
>>>     return type(name, bases, atts)
>>>

>>> class c1(object):
>>>     __metaclass__ = m1
m1 called for c1

>>> type(c1)
<type 'type'>

>>> class sub1(c1):
>>>     pass

>>> type(sub1)
<type 'type'>

>>> class c2(object):
>>>     __metaclass__ = m2
m2 called for c2

>>> class sub2(c1, c2):
>>>     pass

>>> type(sub2)
<type 'type'>

Обратите внимание, что при определении sub1 и sub2 функции метакласса не вызывались. Они будут созданы точно так, как если бы c1 и c2 не имели метаклассов, но вместо этого после его создания были обработаны.

>>> class M1(type):
>>>     def __new__(meta, name, bases, atts):
>>>         print "M1 called for " + name
>>>         return super(M1, meta).__new__(meta, name, bases, atts)

>>> class C1(object):
>>>     __metaclass__ = M1
M1 called for C1

>>> type(C1)
<class '__main__.M1'>

>>> class Sub1(C1):
>>>     pass
M1 called for Sub1

>>> type(Sub1)
<class '__main__.M1'>

Обратите внимание на отличия: M1 вызывается при создании Sub1, и оба классы - это экземпляры M1. Я использую super() для фактического создания здесь, по причинам, которые станут ясными позже.

>>> class M2(type):
>>>     def __new__(meta, name, bases, atts):
>>>         print "M2 called for " + name
>>>         return super(M2, meta).__new__(meta, name, bases, atts)

>>> class C2(object):
>>>     __metaclass__ = M2
M2 called for C2

>>> type(C2)
<class '__main__.M2'>

>>> class Sub2(C1, C2):
>>>     pass
M1 called for Sub2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 23, in __new__
TypeError: Error when calling the metaclass bases
    metaclass conflict: the metaclass of a derived class must be a (non-strict) subclass of the metaclasses of all its bases

Это основное ограничение на множественное наследование с помощью метаклассов. Python не знает, совместимы ли M1 и M2 метаклассы, поэтому он заставляет вас создавать новый, чтобы гарантировать, что он делает то, что вам нужно.

>>> class M3(M1, M2):
>>>     def __new__(meta, name, bases, atts):
>>>         print "M3 called for " + name
>>>         return super(M3, meta).__new__(meta, name, bases, atts)

>>> class C3(C1, C2):
>>>     __metaclass__ = M3
M3 called for C3
M1 called for C3
M2 called for C3

>>> type(C3)
<class '__main__.M3'>

Вот почему я использовал super() в функциях metaclass __new__: поэтому каждый может вызвать следующую в MRO.

В некоторых случаях использования ваши классы должны иметь тип type или, возможно, захотите чтобы избежать проблем наследования, и в этом случае функция метакласса, вероятно, путь. В других случаях тип класса может быть действительно важным, или вы можете работать во всех подклассах, и в этом случае подклассы type была бы лучшей идеей. Не стесняйтесь использовать стиль, который лучше всего подходит для в любой ситуации.