Python 元类与类装饰器

Question

Python中的元类和类装饰器有什么主要区别？有没有什么是我可以用其中一个做，但另一个做不到的？

Answer 1

在《流畅的Python》这本书的第21章中提到，一个区别和继承有关。请看这两个脚本。这里使用的是Python 3.5版本。一个要点是，使用metaclass会影响到它的子类，而装饰器只影响当前的类。

这个脚本使用类装饰器来替换或覆盖方法'func1'。

def deco4cls(cls):
    cls.func1 = lambda self: 2
    return cls


@deco4cls
class Cls1:
    pass


class Cls1_1(Cls1):
    def func1(self):
        return 3


obj1_1 = Cls1_1()
print(obj1_1.func1())  # 3

这个脚本使用metaclass来替换或覆盖方法'func1'。

class Deco4cls(type):
    def __init__(cls, name, bases, attr_dict):
        # print(cls, name, bases, attr_dict)
        super().__init__(name, bases, attr_dict)
        cls.func1 = lambda self: 2


class Cls2(metaclass=Deco4cls):
    pass


class Cls2_1(Cls2):
    def func1(self):
        return 3


obj2_1 = Cls2_1()
print(obj2_1.func1())  # 2!! the original Cls2_1.func1 is replaced by metaclass

Answer 2

装饰器其实简单得多，而且功能也有限，所以在你能用装饰器或者元类实现同样效果的时候，建议优先使用装饰器。

你用装饰器能做到的事情，当然也可以用自定义的元类来实现（只要在元类的 __new__ 或 __init__ 方法中应用“装饰器函数”的功能，也就是那个会修改类对象的函数）。

在自定义元类中，你可以做很多装饰器做不到的事情（除非装饰器内部生成并应用了一个自定义的元类，不过那样就有点作弊了；-）...即使这样，在 Python 3 中，有些事情只有用自定义元类才能做到，而不能在之后再处理...不过这属于比较高级的内容，咱们先来看一些简单的例子。

比如，假设你想创建一个类对象 X，让 print X（在 Python 3 中是 print(X)）输出 peekaboo!。你必须使用自定义元类才能做到这一点，因为元类重写的 __str__ 方法是关键，也就是说，你需要在类 X 的自定义元类中写一个 def __str__(cls): return "peekaboo!"。

同样的道理适用于所有的魔法方法，也就是所有应用于类对象本身的操作（与应用于类的实例的操作不同，后者使用的是在类中定义的魔法方法 -- 而类对象本身的操作使用的是在元类中定义的魔法方法）。

Python 元类与类装饰器

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