Question

为了深入学习本章所述的知识，一定要阅读 Python 语言参考手册中“Data Model”一章里的“3.3.3. Customizing class creation”一节、“Built-in Functions”一章中 type 类的文档，以及标准库参考中“Built-in Types”一章里的“4.13. Special Attributes”一节。此外，在标准库参考中，types 模块的文档说明了 Python 3.3 引入的两个新函数，这两个函数用于辅助类元编程：types.new_class(...) 和 types. prepare_class(...)。

类装饰器的规范是“PEP 3129—Class Decorators”，作者是 Collin Winter，参考实现由 Jack Diederich 提供。Jack Diederich 在 PyCon 2009 大会上做了一场题为“Class Decorators: Radically Simple”的演讲（视频），对这个功能做了简单介绍。

Alex Martelli 写的《Python 技术手册（第 2 版）》对元类的说明很出色，还实现了 metaMetaBunch 元类，其作用与示例 21-2 中简单的 record_factory 函数一样，不过完善得多。Martelli 没有探讨类装饰器，因为这个功能在那本书出版后才引入。Beazley 和 Jones 在他们合著的《Python Cookbook（第 3 版）中文版》中提供了几个示例，很好地演示了类装饰器和元类。Michael Foord 写了一篇引人入胜的文章，题为“Meta-classes Made Easy: Eliminating self with Metaclasses”。副标题（“借助元类去掉 self”）说明了一切。

元类的主要参考资料有引入特殊方法 __prepare__ 的“PEP 3115—Metaclasses in Python 3000”，以及 Guido van Rossum 发布的文章“Unifying types and classes in Python 2.2”。这篇文章也适用于 Python 3，谈到了后来称为“新式类”的语义，包括描述符和元类，一定要阅读。Guido 在文中提到了 Ira R. Forman 与 Scott H. Danforth 合著的 Putting Metaclasses to Work: a New Dimension in Object-Oriented Programming（Addison- Wesley 出版社，1998 年），他在亚马逊上给这本书打了五颗星，还写了如下评论：

这本书促成 Python 2.2 实现了元类

可惜，这本书已经绝版了。Python 通过 super() 函数实现了协作式多重继承，谈到这方面的难题时，我总会提到这本书；据我所知，这本书是这方面最好的教程。6

6摘自亚马逊网站中 Putting Metaclasses to Work 的商品目录页面。目前还有二手书出售。我买了一本，发现很难读懂，不过以后我可能会再读。

“PEP 487—Simpler customization of class creation”提议为 Python 3.5（写到这里时，处于内测阶段）添加一个新的特殊方法 __init_subclass__，7 让普通的类（即，不是元类）定制子类的初始化。与类装饰器一样，__init_subclass__ 方法能让类元编程变得更简单，但会导致元类这个强大的功能更难正确使用。

7现在，Python 3.5 已经正式发布，PEP 487 没有在 Python 3.5 中实现，而是推迟到 Python 3.6 中。——编者注

如果你喜欢元编程，可能希望 Python 提供基本的元编程功能——Elixir 和 Lisp 语言族提供的句法宏。天遂人愿，我们有 MacroPy 可用。

杂谈

这是本书最后一篇“杂谈”了，首先我要从 Brian Harvey 与 Matthew Wright 合写的著作中引述一大段文字。Harvey 和 Wright 是加州大学（伯克利分校和圣巴巴拉分校）的计算机科学教授，他们在合著的 Simply Scheme 一书中写道：

计算机科学的教学方式分成两个流派，可以描述如下。

(1) 保守派 计算机程序已经变得极其大而复杂，超过了人类思维所能承载的限度。因此，计算机科学教育的任务是训练平庸的程序员，这样 500 个人合作便能开发出恰好满足需求的程序。

(2)激进派 计算机程序已经变得极其大而复杂，超过了人类思维所能承载的限度。因此，计算机科学教育的任务是教人如何拓展思维，打破常规，学习以更广博、更强大和更灵活的方式思考，让思维超越程序。编程思想的各个方面在程序中必会得到充分体现。8

——Brian Harvey 和 Matthew Wright
Simply Scheme 前言

这是 Harvey 和 Wright 对计算机科学教育的夸张描述，不过也适用于编程语言的设计。现在，你应该能猜到，我赞成“激进派”，我认为 Python 也是以这种态度设计的。

为了稳扎稳打，Java 从一开始使用的就是存取方法，而且众多 Java IDE 都提供了生成读值方法和设值方法的快捷键；与此相比，特性算是一大进步。特性的主要优点是，一开始编写程序时可以先把属性设为公开的（遵照 KISS 原则），因为公开的属性无需大幅改动，随时都能变成特性。不过，描述符更进一步，提供了去除存取方法中逻辑重复的机制。这种机制特别有效，因此基本的 Python 结构在背后也用到了描述符。

另一个强大的想法是，把函数当作一等对象，这为高阶函数铺平了道路。描述符和高阶函数合在一起实现，使得函数和方法的统一成为可能。函数的 __get__ 方法能即时生成方法对象，把实例绑定到 self 参数上。这种做法相当优雅。9

最后，Python 中的类也是一等对象。作为一门对初学者友好的语言，Python 能提供类装饰器，允许用户定义功能完整的元类，这些强大的抽象真是太棒了。最棒的是，这些高级功能没有拖累日常编程（其实无形中提供了帮助）。Django 和 SQLAlchemy 等框架用起来这么方便，发展得这么成功，很大程度上归功于元类，而这些工具的用户甚至不知道元类的存在。不过，他们可以学习，去创建下一个伟大的库。

我还未见过有哪门语言像 Python 这样竭尽所能，让初学者易于入门，让专业人士用着顺手，让程序高手欢欣鼓舞。感谢 Guido van Rossum，以及为此努力的每个人。

8Brian Harvey and Matthew Wright, Simply Scheme (MIT Press, 1999), p. xvii. 伯克利分校的网站中有此书全文。

9David Gelernter 写的 Machine Beauty（Basic Books 出版社）是一本非常有趣的小书，对工程作品（从桥梁到软件）的优雅和美学做了阐述。