有没有办法将__len__或__eq__等方法实现为类方法？

Question

在Python中，实现__len__(self)这个方法其实很简单，这样就能处理像len(inst)这样的调用：

class A(object):

  def __len__(self):
    return 7

a = A()
len(a) # gives us 7

而且你可以定义很多类似的方法，比如__eq__、__str__、__repr__等等。我知道Python中的类也是对象。

我想问的是：我能否以某种方式定义，比如__len__，让下面的代码能够正常工作：

len(A) # makes sense and gives some predictable result

Answer 1

我不太明白语法具体有多重要，不过如果你想要一个简单的实现方法，可以用普通的 len(self) 来返回实例的长度，但在你的实现中让它返回一个所有实例共享的类变量：

class A:
    my_length = 5
    def __len__(self):
        return self.my_length

然后你可以这样调用它：

len(A()) #returns 5

显然，这样会创建一个你类的临时实例，但长度这个概念只对类的实例有意义，而不太适合用在类本身（也就是一个类型对象）上。

修改元类听起来是个很糟糕的主意，除非你是在做学校的作业或者只是想随便玩玩，我真的建议你重新考虑这个想法。

Answer 2

因为类是元类的一个实例，所以一种方法是使用自定义的元类：

>>> Meta = type('Meta', (type,), {'__repr__': lambda cls: 'class A'})
>>> A = Meta('A', (object,), {'__repr__': lambda self: 'instance of class A'})
>>> A
class A
>>> A()
instance of class A

Answer 3

你想了解的东西叫做“ metaclass”（类的类）……就像 a 是类 A 的一个实例一样，A 也是一个类的实例，这个类就是 metaclass。默认情况下，Python 的类都是 type 类的实例（唯一的例外是 Python 2，它有一些旧式的“老式”类，这些类没有继承自 object）。你可以通过执行 type(A) 来检查……它应该返回 type 本身（是的，这个对象有点复杂）。

metaclass 非常强大，理解起来也有点难，所以我觉得它值得更详细的解释……一个好的起点是这个 StackOverflow 问题：什么是 Metaclass。

针对你的具体问题，在 Python 3 中，下面的代码创建了一个 metaclass，它将 len(A) 关联到调用 A 的一个类方法：

class LengthMetaclass(type):

    def __len__(self):
        return self.clslength()

class A(object, metaclass=LengthMetaclass):

    @classmethod
    def clslength(cls):
        return 7

print(len(A))

（注意：上面的例子是针对 Python 3 的。对于 Python 2，语法稍有不同：你需要使用 class A(object):\n __metaclass__=LengthMetaclass，而不是将其作为参数传递。）

之所以 LengthMetaclass.__len__ 不影响 A 的实例，是因为 Python 在查找属性时，首先会检查实例字典，然后再查找类的层次结构 [A, object]，但它从不查看 metaclass。而访问 A.__len__ 时，首先会查看实例 A，然后再查找它的类层次结构，这个结构是 [LengthMetaclass, type]。