Używanie metody wywołania metaklasy zamiast nowej?

Subtelne różnice stają się nieco bardziej widoczne, gdy uważnie obserwujesz kolejność wykonywania tych metod.

class Meta_1(type):
    def __call__(cls, *a, **kw):
        print "entering Meta_1.__call__()"
        rv = super(Meta_1, cls).__call__(*a, **kw)
        print "exiting Meta_1.__call__()"
        return rv

class Class_1(object):
    __metaclass__ = Meta_1
    def __new__(cls, *a, **kw):
        print "entering Class_1.__new__()"
        rv = super(Class_1, cls).__new__(cls, *a, **kw)
        print "exiting Class_1.__new__()"
        return rv

    def __init__(self, *a, **kw):
        print "executing Class_1.__init__()"
        super(Class_1,self).__init__(*a, **kw)

Zauważ, że powyższy kod nie robi niczego innego niż zapisywanie tego, co robimy. Każda metoda odwołuje się do swojej implementacji macierzystej, tzn. domyślnej. Tak więc oprócz logowania jest to efektywnie tak, jakbyś po prostu zadeklarował rzeczy w następujący sposób: {]}

class Meta_1(type): pass
class Class_1(object):
    __metaclass__ = Meta_1

c = Class_1()
# entering Meta_1.__call__()
# entering Class_1.__new__()
# exiting Class_1.__new__()
# executing Class_1.__init__()
# exiting Meta_1.__call__()

class type:
    def __call__(cls, *args, **kwarg):

        # ... a few things could possibly be done to cls here... maybe... or maybe not...

        # then we call cls.__new__() to get a new object
        obj = cls.__new__(cls, *args, **kwargs)

        # ... a few things done to obj here... maybe... or not...

        # then we call obj.__init__()
        obj.__init__(*args, **kwargs)

        # ... maybe a few more things done to obj here

        # then we return obj
        return obj

class Meta_2(type):
    __Class_2_singleton__ = None
    def __call__(cls, *a, **kw):
        # if the singleton isn't present, create and register it
        if not Meta_2.__Class_2_singleton__:
            print "entering Meta_2.__call__()"
            Meta_2.__Class_2_singleton__ = super(Meta_2, cls).__call__(*a, **kw)
            print "exiting Meta_2.__call__()"
        else:
            print ("Class_2 singleton returning from Meta_2.__call__(), "
                    "super(Meta_2, cls).__call__() skipped")
        # return singleton instance
        return Meta_2.__Class_2_singleton__

class Class_2(object):
    __metaclass__ = Meta_2
    def __new__(cls, *a, **kw):
        print "entering Class_2.__new__()"
        rv = super(Class_2, cls).__new__(cls, *a, **kw)
        print "exiting Class_2.__new__()"
        return rv

    def __init__(self, *a, **kw):
        print "executing Class_2.__init__()"
        super(Class_2, self).__init__(*a, **kw)

a = Class_2()
# entering Meta_2.__call__()
# entering Class_2.__new__()
# exiting Class_2.__new__()
# executing Class_2.__init__()
# exiting Meta_2.__call__()

b = Class_2()
# Class_2 singleton returning from Meta_2.__call__(), super(Meta_2, cls).__call__() skipped

c = Class_2()
# Class_2 singleton returning from Meta_2.__call__(), super(Meta_2, cls).__call__() skipped

print a is b is c
True

import random
class Class_3(object):

    __Class_3_singleton__ = None

    def __new__(cls, *a, **kw):
        # if singleton not present create and save it
        if not Class_3.__Class_3_singleton__:
            print "entering Class_3.__new__()"
            Class_3.__Class_3_singleton__ = rv = super(Class_3, cls).__new__(cls, *a, **kw)
            rv.random1 = random.random()
            rv.random2 = random.random()
            print "exiting Class_3.__new__()"
        else:
            print ("Class_3 singleton returning from Class_3.__new__(), "
                   "super(Class_3, cls).__new__() skipped")

        return Class_3.__Class_3_singleton__ 

    def __init__(self, *a, **kw):
        print "executing Class_3.__init__()"
        print "random1 is still {random1}".format(random1=self.random1)
        # unfortunately if self.__init__() has some property altering actions
        # they will affect our singleton each time we try to create an instance 
        self.random2 = random.random()
        print "random2 is now {random2}".format(random2=self.random2)
        super(Class_3, self).__init__(*a, **kw)

a = Class_3()
# entering Class_3.__new__()
# exiting Class_3.__new__()
# executing Class_3.__init__()
# random1 is still 0.282724600824
# random2 is now 0.739298365475

b = Class_3()
# Class_3 singleton returning from Class_3.__new__(), super(Class_3, cls).__new__() skipped
# executing Class_3.__init__()
# random1 is still 0.282724600824
# random2 is now 0.247361634396

c = Class_3()
# Class_3 singleton returning from Class_3.__new__(), super(Class_3, cls).__new__() skipped
# executing Class_3.__init__()
# random1 is still 0.282724600824
# random2 is now 0.436144427555

d = Class_3()
# Class_3 singleton returning from Class_3.__new__(), super(Class_3, cls).__new__() skipped
# executing Class_3.__init__()
# random1 is still 0.282724600824
# random2 is now 0.167298405242

print a is b is c is d
# True

Jedna różnica polega na tym, że definiując metaklasę __call__ wymagasz, aby została wywołana zanim którakolwiek z metod klasy lub podklasy __new__ otrzyma możliwość wywołania.

class MetaFoo(type):
    def __call__(cls,*args,**kwargs):
        print('MetaFoo: {c},{a},{k}'.format(c=cls,a=args,k=kwargs))

class Foo(object):
    __metaclass__=MetaFoo

class SubFoo(Foo):
    def __new__(self,*args,**kwargs):
        # This never gets called
        print('Foo.__new__: {a},{k}'.format(a=args,k=kwargs))

 sub=SubFoo()
 foo=Foo()

 # MetaFoo: <class '__main__.SubFoo'>, (),{}
 # MetaFoo: <class '__main__.Foo'>, (),{}

Zauważ, że SubFoo.__new__ nigdy nie zostanie wezwany. W przeciwieństwie do tego, jeśli zdefiniujesz Foo.__new__ bez metaklasy, pozwolisz podklasom nadpisać Foo.__new__.

Oczywiście, możesz zdefiniować MetaFoo.__call__ aby zadzwonić cls.__new__, ale to zależy od Ciebie. Odmawiając tego, możesz uniemożliwić podklasom posiadanie ich __new__ metoda wywołana.

Nie widzę przekonującej przewagi w używaniu metaklasy tutaj. A ponieważ "proste jest lepsze niż złożone", polecam użycie __new__.

Pomyślałem, że udoskonalona wersja Pythona 3 odpowiedzi pyroscope może być przydatna dla kogoś, kto skopiuje, wklej i zhakuje (prawdopodobnie ja, kiedy znajdę się z powrotem na tej stronie patrząc go ponownie w ciągu 6 miesięcy). Pochodzi z tego artykułu :

class Meta(type):

     @classmethod
     def __prepare__(mcs, name, bases, **kwargs):
         print('  Meta.__prepare__(mcs=%s, name=%r, bases=%s, **%s)' % (
             mcs, name, bases, kwargs
         ))
         return {}

     def __new__(mcs, name, bases, attrs, **kwargs):
         print('  Meta.__new__(mcs=%s, name=%r, bases=%s, attrs=[%s], **%s)' % (
             mcs, name, bases, ', '.join(attrs), kwargs
         ))
         return super().__new__(mcs, name, bases, attrs)

     def __init__(cls, name, bases, attrs, **kwargs):
         print('  Meta.__init__(cls=%s, name=%r, bases=%s, attrs=[%s], **%s)' % (
             cls, name, bases, ', '.join(attrs), kwargs
         ))
         super().__init__(name, bases, attrs)

     def __call__(cls, *args, **kwargs):
         print('  Meta.__call__(cls=%s, args=%s, kwargs=%s)' % (
             cls, args, kwargs
         ))
         return super().__call__(*args, **kwargs)

print('** Meta class declared')

class Class(metaclass=Meta, extra=1):

     def __new__(cls, myarg):
         print('  Class.__new__(cls=%s, myarg=%s)' % (
             cls, myarg
         ))
         return super().__new__(cls)

     def __init__(self, myarg):
         print('  Class.__init__(self=%s, myarg=%s)' % (
             self, myarg
         ))
         self.myarg = myarg
         super().__init__()

     def __str__(self):
         return "<instance of Class; myargs=%s>" % (
             getattr(self, 'myarg', 'MISSING'),
         )

print('** Class declared')

Class(1)
print('** Class instantiated')

Wyjścia:

** Meta class declared
  Meta.__prepare__(mcs=<class '__main__.Meta'>, name='Class', bases=(), **{'extra': 1})
  Meta.__new__(mcs=<class '__main__.Meta'>, name='Class', bases=(), attrs=[__module__, __qualname__, __new__, __init__, __str__, __classcell__], **{'extra': 1})
  Meta.__init__(cls=<class '__main__.Class'>, name='Class', bases=(), attrs=[__module__, __qualname__, __new__, __init__, __str__, __classcell__], **{'extra': 1})
** Class declared
  Meta.__call__(cls=<class '__main__.Class'>, args=(1,), kwargs={})
  Class.__new__(cls=<class '__main__.Class'>, myarg=1)
  Class.__init__(self=<instance of Class; myargs=MISSING>, myarg=1)
** Class instantiated

Innym świetnym źródłem podkreślonym w tym samym artykule jest PyCon 2013 Davida Beazleya Python 3 metaprogramming tutorial .

To kwestia fazy cyklu życia i tego, do czego masz dostęp. __call__ zostaje wywołana Po __new__ i są przekazywane parametry inicjalizacji przed są przekazywane do __init__, więc można nimi manipulować. Wypróbuj ten kod i zbadaj jego wynik:

class Meta(type):
    def __new__(cls, name, bases, newattrs):
        print "new: %r %r %r %r" % (cls, name, bases, newattrs,)
        return super(Meta, cls).__new__(cls, name, bases, newattrs)

    def __call__(self, *args, **kw):
        print "call: %r %r %r" % (self, args, kw)
        return super(Meta, self).__call__(*args, **kw)

class Foo:
    __metaclass__ = Meta

    def __init__(self, *args, **kw):
        print "init: %r %r %r" % (self, args, kw)

f = Foo('bar')
print "main: %r" % f