为什么我不能更改类的 __metaclass__ 属性？

Question

我有一个奇怪且不寻常的元类用例，我想在定义基类后更改它的 __metaclass__ ，以便它的子类将自动使用新的 __metaclass__ >。但这奇怪的是不起作用：

class MetaBase(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs["y"] = attrs["x"] + 1
        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)

class Foo(object):
    __metaclass__ = MetaBase
    x = 5

print (Foo.x, Foo.y) # prints (5, 6) as expected

class MetaSub(MetaBase):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs["x"] = 11
        return MetaBase.__new__(cls, name, bases, attrs)

Foo.__metaclass__ = MetaSub

class Bar(Foo):
    pass

print(Bar.x, Bar.y) # prints (5, 6) instead of (11, 12)

我所做的很可能是不明智/不受支持/未定义的，但我一生都无法弄清楚旧元类是如何被调用的，而且我至少想明白这是怎么可能的。

编辑：根据jsbueno提出的建议，我用以下行替换了Foo.__metaclass__ = MetaSub行，这正是我所要做的通缉：

Foo = type.__new__(MetaSub, "Foo", Foo.__bases__, dict(Foo.__dict__))

Answer 1

问题是继承时不使用 __metaclass__ 属性，这与您的预期相反。 Bar 也不会调用“旧”元类。文档对于如何找到元类有以下说明：

适当的元类由以下优先级决定
规则：

• 如果 dict['__metaclass__'] 存在，则使用它。
• 否则，如果至少有一个基类，则使用其元类（这首先查找 __class__ 属性，如果没有找到，
  使用其类型）。
• 否则，如果存在名为 __metaclass__ 的全局变量，则使用它。
• 否则，将使用旧式经典元类 (types.ClassType)。

因此，在 Bar 类中实际用作元类的内容是在父级的 __class__ 属性中找到的，而不是在父级的 __metaclass__ 属性中找到的。

如需了解更多信息，请参阅此 StackOverflow 答案。

Answer 2

类的元类信息在创建时使用（要么解析为类块，要么动态地通过显式调用元类）。它无法更改，因为元类通常在类创建时进行更改 - 创建的类类型是元类。它的 __metaclass__ 属性一旦创建就不再相关。

但是，可以创建给定类的副本，并让该副本具有与原始类不同的元类。

在您的示例中，如果不执行：

Foo.__metaclass__ = MetaSub ，

而是执行：

Foo = Metasub("Foo", Foo.__bases__, dict(Foo.__dict__))

你将会达到你的目的。新的 Foo 的所有效果都与其前身相同，但具有不同的元类。

但是，之前存在的 Foo 实例不会被视为新 Foo 的实例 - 如果您需要，最好创建 Foo而是使用不同的名称进行复制。

Answer 3

子类使用其父类的__metaclass__。

您的用例的解决方案是对父类的 __metaclass__ 进行编程，以便父类与其子类具有不同的行为。也许让它检查类字典中的类变量并根据其值实现不同的行为
（这是 type 用于控制是否为实例提供字典的技术，具体取决于是否定义了 __slots__ ）。