Python中type和type.__new__有什么区别？

Question

我正在编写一个元类，无意中却这样做了：

class MetaCls(type):
    def __new__(cls, name, bases, dict):
        return type(name, bases, dict)

...而不是像这样：

class MetaCls(type):
    def __new__(cls, name, bases, dict):
        return type.__new__(cls, name, bases, dict)

这两个元类之间究竟有什么区别？更具体地说，是什么导致第一个元类无法正常工作（一些类未被元类调用）？

- Jason Baker

Answer 1

在第一个例子中，你正在创建一个全新的类：

>>> class MetaA(type):
...     def __new__(cls, name, bases, dct):
...         print 'MetaA.__new__'
...         return type(name, bases, dct)
...     def __init__(cls, name, bases, dct):
...         print 'MetaA.__init__'
... 
>>> class A(object):
...     __metaclass__ = MetaA
... 
MetaA.__new__
>>> 

在第二种情况下，你调用了父类的__new__方法：

>>> class MetaA(type):
...     def __new__(cls, name, bases, dct):
...         print 'MetaA.__new__'
...         return type.__new__(cls, name, bases, dct)
...     def __init__(cls, name, bases, dct):
...         print 'MetaA.__init__'
... 
>>> class A(object):
...     __metaclass__ = MetaA
... 
MetaA.__new__
MetaA.__init__
>>> 

- mg.

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对于Python3，class A(object, metaclass=MetaA): pass。在类A作用域中的__metaclass__完全被忽略。 - Mr_and_Mrs_D

Answer 2

你需要弄清楚的第一件事是object.__new__()如何工作。

以下是来自文档的内容：

object.__new__(cls[, ...])

用于创建类cls的新实例。__new__()是一个静态方法（特殊情况下不需要声明为这样），它将请求实例的类作为其第一个参数。其余的参数是传递给对象构造器表达式（调用类）的参数。 __new__()的返回值应该是新的对象实例（通常是cls的实例）。

典型的实现通过使用适当的参数调用超类的__new__()方法来创建类的新实例，例如：super(currentclass, cls).__new__(cls[, ...])，然后在返回之前根据需要修改新创建的实例。

如果__new__()返回cls的实例，则将调用新实例的__init__()方法，例如：__init__(self[, ...])，其中self是新实例，其余的参数与传递给__new__()的参数相同。

如果__new__()未返回cls的实例，则不会调用新实例的__init__()方法。

__new__()主要用于允许不可变类型（如int、str或tuple）的子类自定义实例创建。它还经常在自定义元类中被覆盖，以自定义类创建。

因此，在mg.的答案中，前者不调用函数__init__，而后者在调用__new__之后调用函数__init__。

- polar9527

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type.__new__ 和 object.__new__ 有什么关系？我不太明白那部分。 - Nishant

OP 询问了 type.__new__（用于创建类），而不是 object.__new__（用于创建类的实例）。 - rlat

请查看关于 class type(object) 的文档 https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=type#type ，我认为这可能是 type.new 和 object.new 之间的关系。如果你理解了，请记得取消你的踩票，谢谢！ - polar9527

你们（@Nishant，@rlat）需要弄清楚的是Python的类型和对象是什么，答案在这里http://www.cs.utexas.edu/~cannata/cs345/Class%20Notes/15%20Python%20Types%20and%20Objects.pdf；因此，type.__new__与object.__new__相关之间没有区别。 - polar9527

Answer 3

请参考下面的注释，希望对您有所帮助。

class MetaCls(type):
    def __new__(cls, name, bases, dict):
        # return a new type named "name",this type has nothing
        # to do with MetaCls,and MetaCl.__init__ won't be invoked
        return type(name, bases, dict)

class MetaCls(type):
    def __new__(cls, name, bases, dict):
        # return a new type named "name",the returned type 
        # is an instance of cls,and cls here is "MetaCls", so 
        # the next step can invoke MetaCls.__init__ 
        return type.__new__(cls, name, bases, dict)

- Phenix_yu

Answer 4

class MyMeta(type):
    def __new__(meta, cls, bases, attributes):
        print 'MyMeta.__new__'
        return type.__new__(meta, cls, bases, attributes)
    def __init__(clsobj, cls, bases, attributes):
        print 'MyMeta.__init__'

class MyClass(object):
  __metaclass__ = MyMeta
  foo = 'bar'

实现同样结果的另一种方式：

cls = "MyClass"
bases = ()
attributes = {'foo': 'bar'}
MyClass = MyMeta(cls, bases, attributes)

MyMeta是一个可调用对象，因此Python将使用特殊方法__call__。

Python将在MyMeta的类型（在我们的情况下是type）中查找__call__。

"对于新式类，只有在对象的类型中定义了特殊方法，而不是在对象的实例字典中定义的，才能保证隐式调用特殊方法正常工作"

MyClass = MyMeta(...)被解释为：

my_meta_type = type(MyMeta)
MyClass = my_meta_type.__call__(MyMeta, cls, bases, attributes)

在type.__call__()内部，我想象的代码如下：

MyClass = MyMeta.__new__(MyMeta, cls, bases, attributes)
meta_class = MyClass.__metaclass__
meta_class.__init__(MyClass, cls, bases, attributes)
return MyClass

MyMeta.__new__()将决定如何构建MyClass:

type.__new__(meta, cls, bases, attributes)将为MyClass设置正确的元类(即MyMeta)。

type(cls, bases, attributes)将为MyClass设置默认的元类(即type)。

- Florentin

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cls = "MyClass" 这个命名有些误导人，通常情况下 cls 表示类的实例。但是在这里你指的是类名。 - Izana

Answer 5

return type(name, bases, dict)

你从中得到的是一个新的“type”类型，而不是“MetaCls”的实例。因此，你在“MetaCls”中定义的方法（包括“__init__”）永远不会被调用。

当创建新类型时，“type.__new__”将被调用，但传入该函数的“cls”值将是“type”，而不是“MetaCls”。

- bobince

Answer 6

这里详细描述了所有内容。

如果您没有返回正确类型的对象，则定义自定义元类就没有意义。

- Azeem.Butt

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但这就是我要问的问题：为什么type不能返回正确类型的对象？我知道我必须使用子类的__new__方法，但这与使用type有何不同？ - Jason Baker

类型应该如何神奇地知道您想要制作什么类型的对象？ - Azeem.Butt

好的，因为我告诉它。我传入了名称、基础和字典。我还需要提供什么其他信息？ - Jason Baker