python——type()、metaclass元类和精简ORM框架

1、type（）函数

#type()函数既可以返回一个对象的类型，又可以创建出新的类型，# 比如，我们可以通过type()函数创建出Hello类，而无需通过class Hello(object)...的定义：def fn(self,name='world'):  #先定义函数    print('Hello, %s.'%name)#开始用type()hello = type('Hello',(object,),dict(hello=fn))  # 创建Hello class#要创建一个class对象，type()函数依次传入3个参数：#class的名称；#继承的父类集合，注意Python支持多重继承，如果只有一个父类，别忘了tuple的单元素写法；#class的方法名称与函数绑定，这里我们把函数fn绑定到方法名hello上。

if __name__ == '__main__':    h = hello()    h.hello()    print(type(hello))    print(type(h))

log：

Hello, world.<class 'type'><class '__main__.Hello'>

2、metaclass元类

#metaclass   元类   metaclass允许你创建类或者修改类class Listmetaclass(type):    def __new__(cls, name,bases,attrs):        attrs['add'] = lambda self,value:self.append(value) #增加了add（）方法        return type.__new__(cls,name,bases,attrs)class MyList(list,metaclass=Listmetaclass):    pass#__new__()方法接收到的参数依次是：#1、当前准备创建的类的对象；#2、类的名字；#3、类继承的父类集合；#4、类的方法集合。#元类一般情况不常用，但总会遇到需要通过metaclass修改类定义的。ORM就是一个典型的例子。#ORM全称“Object Relational Mapping”，即对象-关系映射，就是把关系数据库的一行映射为一个对象，# 也就是一个类对应一个表，这样，写代码更简单，不用直接操作SQL语句。#要编写一个ORM框架，所有的类都只能动态定义，因为只有使用者才能根据表的结构定义出对应的类来。

if __name__ == '__main__':    L = MyList()    L.add(2)  #增加了add（）方法    L.add(3)    print(L)

log：

[2, 3]

3、精简ORM框架

#开始编写ORM框架class Field(object):    def __init__(self,name,column_type):        self.name = name        self.column_type = column_type    def __str__(self):        return '<%s:%s>'%(self.__class__.__name__,self.name)class StringField(Field):    def __init__(self,name):        super(StringField,self).__init__(name,'varchar(100)')class IntegerField(Field):    def __init__(self,name):        super(IntegerField,self).__init__(name,'bigint')#下一步，就是编写最复杂的ModelMetaclass了：class ModelMetaclass(type):    def __new__(cls, name,bases,attrs):        if name == 'Model':  #排除掉对Model类的修改；            return type.__new__(cls,name,bases,attrs)        print('Found Model: %s'%name)        mappings = dict()        for k,v in attrs.items(): #查找定义的类的所有属性，            if isinstance(v,Field): #如果找到一个Field属性，                print('Found mapping: %s ==> %s' % (k, v))                mappings[k] = v  #就把它保存到一个__mappings__的dict中        for k in mappings.keys():            attrs.pop(k)  #同时从类属性中删除该Field属性，否则，容易造成运行时错误（实例的属性会遮盖类的同名属性）；        attrs['__mappings__'] = mappings # 保存属性和列的映射关系        attrs['__table__'] = name  # 假设表名和类名一致  把表名保存到__table__中        return type.__new__(cls,name,bases,attrs)#基类Modelclass Model(dict,metaclass=ModelMetaclass):    def __init__(self,**kw):        super(Model,self).__init__(**kw)    def __getattr__(self, item):  #没有找到的属性，就在这里找        try:            return self[item]        except KeyError:            raise AttributeError(r"'Model' object has no attrs :'%s'"%item)    def __setattr__(self, key, value):        self[key] = value    def save(self):        fields = []        params = []        args = []        for k,v in self.__mappings__.items():            fields.append(v.name)            params.append('?')            args.append(getattr(self,k,None))        sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(params))        print('SQL: %s' % sql)        print('ARGS: %s' % str(args))#子类User# 定义类的属性到列的映射：class User(Model):    id = IntegerField('id')    name = StringField('username')    email = StringField('email')    password = StringField('password')    age = IntegerField('age')

当用户定义一个class User(Model)时，Python解释器首先在当前类User的定义中查找metaclass，如果没有找到，就继续在父类Model中查找metaclass，找到了，就使用Model中定义的metaclass的ModelMetaclass来创建User类，也就是说，metaclass可以隐式地继承到子类，但子类自己却感觉不到。

在ModelMetaclass中，一共做了几件事情：

1. 排除掉对Model类的修改；

2. 在当前类（比如User）中查找定义的类的所有属性，如果找到一个Field属性，就把它保存到一个__mappings__的dict中，同时从类属性中删除该Field属性，否则，容易造成运行时错误（实例的属性会遮盖类的同名属性）；

3. 把表名保存到__table__中，这里简化为表名默认为类名。

在Model类中，就可以定义各种操作数据库的方法，比如save()，delete()，find()，update等等。

我们实现了save()方法，把一个实例保存到数据库中。因为有表名，属性到字段的映射和属性值的集合，就可以构造出INSERT语句。

编写代码试试：

if __name__ == '__main__':    u = User(id = 12345,name = 'john',email = '[e-mail]',password = '666666')    u.age = 12    u.save()

结果：

Found Model: UserFound mapping: id ==> <IntegerField:id>Found mapping: name ==> <StringField:username>Found mapping: email ==> <StringField:email>Found mapping: password ==> <StringField:password>Found mapping: age ==> <IntegerField:age>SQL: insert into User (id,username,email,password,age) values (?,?,?,?,?)ARGS: [12345, 'john', '[e-mail]', '666666', 12]

即User类中做好了到列的映射的类属性，都能添加到sql语句中，而未做好了到列的映射的类属性：如height，则会过滤掉，实现数据库列的字段的高度可定制

if __name__ == '__main__':    u = User(id = 12345,name = 'john',email = '[e-mail]',password = '666666',height = 180)    # u.age = 12    u.save()

log:

Found Model: UserFound mapping: id ==> <IntegerField:id>Found mapping: name ==> <StringField:username>Found mapping: email ==> <StringField:email>Found mapping: password ==> <StringField:password>Found mapping: age ==> <IntegerField:age>SQL: insert into User (id,username,email,password,age) values (?,?,?,?,?)ARGS: [12345, 'john', '[e-mail]', '666666', None]

即使在初始化的时候传进了height参数，依然会被过滤掉，而定义好了到列的映射的类属性age,即使没有赋值，也会被默认为None，并添加到数据库中。

注：可以看到，save()方法已经打印出了可执行的SQL语句，以及参数列表，只需要真正连接到数据库，执行该SQL语句，就可以完成真正的功能。下面入库操作，还有剩下的删改查操作可自行解决。