Question

类元编程是指动态创建或定制类。在 Python 中，类是一等对象，因此本章首先说明如何通过调用内置的 type 元类，使用函数创建类。

接下来的一节继续讨论第 20 章使用描述符实现的 LineItem 类，解决一个遗留问题：如何让生成的储存属性名中包含托管属性的名称（例如，把 _Quantity#1 变成 _Quantity#price）。解决办法是使用类装饰器。说到底，类装饰器是函数，其参数是被装饰的类，用于审查和修改刚创建的类，甚至替换成其他类。

然后，本章讨论了模块中不同部分的代码何时运行。我们发现，所谓的“导入时”和“运行时”之间有重叠，不过很明显，import 语句会触发运行大量代码。知道代码何时运行至关重要，可是有些规则难以捉摸，因此我们通过两个计算时间练习对此做了说明。

接下来，本章介绍了元类。我们得知，所有类都直接或间接地是 type 的实例，因此在 Python 中，type 是“根元类”。然后，我们对之前的计算时间练习做了修改，以此说明元类可以定制类的层次结构。类装饰器则不同，它只能影响一个类，而且对后代可能没有影响。

随后，我们实际使用元类，解决 LineItem 类中储存属性的命名问题。最终写出的代码比类装饰器难懂一些，不过可以封装在一个模块里，这样用户只需继承看似普通的一个类（model.Entity），而不用知道它是元类（model.EntityMeta）的实例。这种处理方式让人想起了 Django 和 SQLAlchemy 的 ORM API：使用元类实现，用户却根本无需知道。

我们实现的第二个元类为 model.EntityMeta 类添加了一个小功能：定义 __prepare__ 方法，返回一个 OrderedDict 对象，用于储存名称到属性的映射。这样做能保留要构建的类在定义体中绑定属性的顺序，提供给元类的 __new__ 和 __init__ 等方法使用。在这个示例中，我们定义了类属性 _field_names，因此用户可以使用 Entity.field_names() 方法以 Validated 描述符出现在源码中的顺序获取描述符。

最后一节，我们概述了 Python 为所有类提供的属性和方法。

元类是充满挑战、让人兴奋的功能，有时会被故作聪明的程序员滥用。最后，我们回顾一下 Alex Martelli 在他写的“水禽和抽象基类”一文的最后给我们的建议：

此外，不要在生产代码中定义抽象基类（或元类）……如果你很想这样做，我打赌可能是因为你想“找茬”，刚拿到新工具的人都有大干一场的冲动。如果你能避开这些深奥的概念，你（以及未来的代码维护者）的生活将更愉快，因为代码简洁明了。

——Alex Martelli

说出上述至理名言的人不仅是 Python 元编程大师，还是造诣颇深的软件工程师，负责世界上几个最重要的 Python 应用。