引言

在前面，我们介绍了Python中一切皆为对象的理念，并在系列文章中反复提及这个理念。感兴趣的同学可以阅读：Python番外篇：万法归一，一切皆对象，这篇文章。

紧接着，我们通过了对Python的标准类型层次结构的梳理，印证了Python中包括类、函数等都是对象，不记得的可以回看：Python番外篇：标准类型层次结构 ，这篇文章。

当时，我们在这篇文章中，简单提及了几个有点奇怪的结论：
1、Python中所有的类对象，都是通过type类实例化的；
2、Python中所有的类的最顶层的父类都是object；
3、object这个类对象是由type类实例化的；
4、type这个类对象是由type类自己实例化的。

当时只是一带而过，也许不少刚接触Python的同学，会有些困惑。由于当时还没有涉及面向对象的部分，就没有展开。

相信通过之前面向对象内容的介绍，以及本文关于元类（metaclass）概念的补充，将对这些结论有一些更加深入的理解。

需要提前说明的是，由于篇幅的限制，本文主要进一步阐释Python中一切皆对象的概念，通过元类的概念，向上不断溯源，探究实例对象通过类来创建，那么类对象又是如何被创建的。

所以，本文所介绍的更多是原理类的“无用”之学，关于元类的实际应用场景的“有用”之学，将在下一篇文章中进行展开介绍。

“元”的概念与“元类”

虽然“元”的概念稍显晦涩，但是，稍微类比一下是不难理解的。

比如，思考，有的人的思考方式，是遇到一个问题，仔细分析所有已知条件和约束，然后通过逻辑推理，一步步缜密地推导出问题的解；有的人则是“羚羊挂角，无迹可寻”，一会儿东，一会儿西地大胆假设，最终也能得出问题的解。

相对于“思考”的对象是问题，所谓的“元思考”思考的对象是思考本身， 是反观内省是如何进行思考本身的。所以，元思考，就是思考的思考。

比如，相较于“学习”的对象是知识、技能，“元学习”的对象是学习本身，元学习是学习如何学习的含义，是学习的学习。

那么，相同的逻辑，我们来理解“类”与“元类”的概念。

“类”实例化的对象是类模板所创造出来的实例化对象，“元类”作用的对象不再是实例化对象，而是类对象，是创建类的类。

一切皆对象，类也是对象，被称为类对象（一定要明确区分类对象与实例对象）。所以，元类就是创建类对象的类，元类就是类的类，这里的“类”，如同学习、思考，是动词。

这个概念有点绕，笔者的表达能力又不太靠谱，所以，稍微理解一下，实在不理解，自行搜索引擎吧。

再看type的用法

之前的文章中已经提到过了，type是一个类，而不是内置函数，我们来再次看一下type类的定义：

其实，从type的定义描述中，可以看到，我们可以有两种方式获取一个类：

1、type(object)：通过一个现有的对象，获取这个对象所属的类。

2、type(name, bases, dict, **kwargs)：基于各个参数凭空创建一个新的类。

接下来，我们通过代码演示一下type的使用：

# 通过class进行类的定义
class DaGongRen:
    def __init__(self, name):
        self.name = name


if __name__ == '__main__':
    zs = DaGongRen('张三')
    print(zs.name)
    print(type(zs))
    # type方式1：基于对象获取类然后创建对象
    ls = type(zs)('李四')
    print(ls.name)
    print(type(ls))
    print(isinstance(ls, DaGongRen))

    # type方式2：通过type元类进行类对象的构建
    # 用于通过type进行显示类的定义，作为实例初始化方法的实现
    def my_init(obj, name):
        obj.name = name


    DaGongRen2 = type('DaGongRen2', (), {'__init__': my_init})
    # 调用类的__init__方法，本质上是调用my_init
    ww = DaGongRen2('王五')
    print(ww.name)
    print(type(ww))

执行结果：

通过代码及执行结果，我们可以有如下结论：

1、基于一个现有的实例对象，通过type可以获取该实例的所属类对象，进而通过()调用的方式创建一个新的对象。所以，从结果的层面看，我们基于一个实例对象，创建出了一个同类的实例对象。

2、创建类对象的方式有两种，一种是显式地通过class关键字进行类的定义，另一种就是通过type()基于各种参数凭空进行一个类对象的创建。

type是一切元类的基类

前面我们通过type的第二种用法创建了一个全新的类对象，后续都可以基于这个类对象进行实例对象的创建。所以，可以看出type是在创建类，是类的类，所以type是一个元类。

其实，在Python中有一个关键字metaclass，这个在collections.abc中曾经看到过：

collections.abc中最基础的几个抽象基类：Sized、Container的定义中，均通过metaclass关键字指明了用于构建类对象的元类为ABCMeta。

而从ABCMeta的定义中可以看出，ABCMeta继承自type。

之所以说type是一切元类的基类，是因为：

1、我们在定义类时，不指定创建类对象的元类时，默认的元类都是type。

2、当我们想要自定义一个元类时，通常需要继承自type或者其子类。

关于第一点，我们可以通过type(类名)来看到，以实际代码来看：

# 通过class进行类的定义
class DaGongRen:
    def __init__(self, name):
        self.name = name


class DaGongRen2(metaclass=type):
    def __init__(self, name):
        self.name = name


if __name__ == '__main__':
    print(type(DaGongRen))
    zs = DaGongRen2('张三')
    print(type(zs))
    print(type(DaGongRen2))

执行结果：

我们可以尝试定义一个元类，直接看代码：

class DaGongRenMeta(type):
    def __new__(cls, name, bases, namespace, **kwargs):
        print(f"{cls}这个类对象是基于DaGongRenMeta这个元类创建的")
        return super().__new__(cls, name, bases, namespace, **kwargs)


print("创建类对象之前")


class DaGongRen(metaclass=DaGongRenMeta):
    def __init__(self, name):
        self.name = name


print("创建类对象之后")

if __name__ == '__main__':
    zs = DaGongRen('张三')
    print(zs.name)
    print(type(zs))
    print(type(DaGongRen))
    print(type(DaGongRenMeta))

执行结果：

从代码及执行结果，可以看出：

1、自定义元类的方法是：自定义一个类继承自type，并实现__new__方法，一般实现的__new__方法中，要调用父类（也就是type）的__new__方法，用于进行类对象的创建。

2、类对象的创建，是在类定义时发生的，即便没有使用该类创建实例对象，也会首先进行类对象的创建。类定义时会自动调用所属元类的__new__方法。

3、指定元类进行类的定义时，type(类名)就不再返回type了，而是对应的元类。

4、自定义的元类本身与type具有二重关系，其一，继承自type，所以该元类的父类（基类）是type；其二，该元类的类对象仍然是由type进行创建的。

总结

本文仍然以“一切皆对象”的概念为出发点及主轴，进行了相关面向对象的知识的补充说明。首先简单介绍了“元”的概念，并通过类比的方式引出来“元类”的概念。其次，回顾了type的定义，并通过代码实例展示了type的两种用法。最后，通过代码的演示，说明了type是一切元类的类，是定义类的默认元类的概念。

需要说明的是，今天的内容更偏向于底层原理的介绍，感兴趣的可以自行进行进一步的深入研究。关于元类的具体使用场景，将在下一篇文章中进行介绍。

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