1. Python 对象层级关系
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ Python 对象模型 │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 普通对象（实例） │
│ ┌─────────────┐ │
│ │ dog_instance │──type──▶ Dog (类) │
│ └─────────────┘ │
│ │
│ 类对象 │
│ ┌─────────────┐ │
│ │ Dog │──type──▶ type (元类) │
│ └─────────────┘ │
│ │
│ 元类对象 │
│ ┌─────────────┐ │
│ │ type │──type──▶ type (自身) │
│ └─────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────┘
2. type() 的两种用法
type() 的两种用法
═══════════════════════════════════════════
用法一：查询类型
─────────────────
type(42) → <class 'int'>
type("hi") → <class 'str'>
用法二：动态创建类
─────────────────
MyClass = type('MyClass', (object,), {'x': 1})
等价于:
class MyClass:
x = 1
3. 元类调用流程
用户定义类 Python 解释器
═══════════════════════════════════════════════════
class Dog(Animal):
legs = 4
def bark(self): ...
│
▼
┌──────────────────────────────┐
│ 1. 检查是否有 metaclass │
│ 默认: type │
└──────────┬───────────────────┘
│
▼
┌──────────────────────────────┐
│ 2. 调用 metaclass.__new__ │
│ 创建类对象 │
│ (可修改 attrs) │
└──────────┬───────────────────┘
│
▼
┌──────────────────────────────┐
│ 3. 调用 metaclass.__init__ │
│ 初始化类 │
└──────────┬───────────────────┘
│
▼
┌──────────────────────────────┐
│ 4. Dog 类对象诞生 🎉 │
└──────────────────────────────┘
4. 自定义元类 vs 装饰器 vs init_subclass
选择指南
═══════════════════════════════════════════════════
┌────────────────┬────────────┬────────────┬─────────────────┐
│ 特性 │ 元类 │ 装饰器 │ __init_subclass__│
├────────────────┼────────────┼────────────┼─────────────────┤
│ 作用范围 │ 所有子类 │ 单个类 │ 子类 │
│ 复杂度 │ 高 │ 低 │ 中 │
│ 可读性 │ 差 │ 好 │ 好 │
│ 能否修改类名 │ 能 │ 不能 │ 不能 │
│ 能否阻止类创建 │ 能 │ 不能 │ 不能 │
└────────────────┴────────────┴────────────┴─────────────────┘
经验法则:
能用装饰器 → 用装饰器
能用 __init_subclass__ → 用 __init_subclass__
都不行 → 才考虑元类
5. ORM 字段验证流程
定义模型 运行时验证
═══════════════════════════════════════════════════
class User(Model): user = User(name="Alice", email="a@b.com")
name = StringField() │
email = EmailField() ▼
age = AgeField() ┌────────────────────┐
│ │ Model.__init__ │
▼ │ 遍历 _fields │
┌────────────────────┐ │ 设置字段值 │
│ ModelMeta.__new__ │ │ 检查必填字段 │
│ │ └─────────┬──────────┘
│ 1. 收集 Field 实例│ │
│ 2. 设置 field.name│ ▼
│ 3. 存入 _fields │ ┌────────────────────┐
└────────────────────┘ │ user.validate() │
│ 遍历 _fields │
│ 调用 field.validate│
│ 收集错误 │
└─────────┬──────────┘
│
▼
通过 ✅ 或 抛出 ValidationError ❌
__new__ vs __init__ vs __call__
═══════════════════════════════════════════════════
class Meta(type):
def __new__(mcs, name, bases, attrs):
"""创建类对象 — 返回 cls"""
return super().__new__(mcs, name, bases, attrs)
def __init__(cls, name, bases, attrs):
"""初始化已创建的类 — 无返回值"""
super().__init__(name, bases, attrs)
def __call__(cls, *args, **kwargs):
"""创建类的实例 — 返回 instance"""
return super().__call__(*args, **kwargs)
调用时机:
Meta.__new__ ← class Foo: 时调用（创建类）
Meta.__init__ ← class Foo: 时调用（初始化类）
Meta.__call__ ← Foo() 时调用（创建实例）