使用元类和多重继承时的类型错误

Question

我有两个关于 metaclasses（元类）和多重继承的问题。第一个问题是：为什么我在使用 Derived 类时会出现 TypeError 错误，而在使用 Derived2 时却没有？

class Metaclass(type): pass

class Klass(object):
    __metaclass__  = Metaclass

#class Derived(object, Klass): pass # if I uncomment this, I get a TypeError

class OtherClass(object): pass

class Derived2(OtherClass, Klass): pass # I do not get a TypeError for this

具体的错误信息是：

TypeError: 调用元类基础时出错 无法为基础对象、Klass 创建一致的方法解析顺序（MRO）

第二个问题是：为什么在这种情况下 super 不起作用（如果我用 __init__ 替代 __new__，super 又可以正常工作）：

class Metaclass(type):
    def __new__(self, name, bases, dict_):
        return super(Metaclass, self).__new__(name, bases, dict_)

class Klass(object):
    __metaclass__  = Metaclass

在这里我得到的错误是：

TypeError: 调用元类基础时出错 type.__new__(X): X 不是一个类型对象（str）

我使用的是 Python 2.6。

Answer 1

你为什么要这么做呢？

class Derived(object, Klass):

这个类已经是从对象（object）派生出来的了。

class Derived(Klass):

这样做是合理的。

Answer 2

对于第一个问题，可以看看Python中MRO的描述，特别是“坏的方法解析顺序”这一部分。简单来说，这个问题是因为Python不确定是使用对象的方法还是Klass的方法。（这和元类的使用没有关系。）

对于第二个问题，似乎你对__new__函数的工作原理有些误解。它的第一个参数并不是指向它自己的引用，而是指向正在实例化的类的类型。所以你的代码应该像这样：

class Metaclass(type):
    def __new__(cls, name, bases, dictn):
        return type.__new__(cls, name, bases, dictn)

Answer 3

第二个问题已经有两次很好的回答了，不过有个评论错误地说 __new__ 是类方法，其实它是静态方法……：

>>> class sic(object):
...   def __new__(cls, *x): return object.__new__(cls, *x)
... 
>>> type(sic.__dict__['__new__'])
<type 'staticmethod'>

第一个问题（正如有人提到的）和元类没有关系：你不能按照这个顺序从两个类 A 和 B 进行多重继承，其中 B 是 A 的子类。例如：

>>> class cis(sic): pass
... 
>>> class oops(sic, cis): pass
... 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Error when calling the metaclass bases
    Cannot create a consistent method resolution
order (MRO) for bases sic, cis

方法解析顺序（MRO）保证了最左边的基类会在最右边的基类之前被访问，但它也保证了如果 x 是 y 的子类，那么 x 会在 y 之前被访问。在这种情况下，无法同时满足这两个保证。当然，这些保证是有原因的：如果没有它们（比如在旧式类中，只保证了方法解析的左右顺序，而不是子类约束），那么 x 中的所有重写都会被 y 中的定义所忽略，这样就没有什么意义了。想想看：首先从 object 继承，然后再从其他类继承，这到底意味着什么呢？这是不是意味着 object 的（几乎不存在的；-) 特殊方法的定义必须优先于其他类的定义，导致其他类的重写被忽略？