元类的__new__和__init__参数

Question

针对元类中重载new和init时的方法调用顺序和不同参数，我感到有些惊讶。请看下面的示例：

class AT(type):
    def __new__(mcs, name, bases, dct):
        print(f"Name as received in new: {name}")
        return super().__new__(mcs, name + 'HELLO', bases + (list,), dct)

    def __init__(cls, name, bases, dct):
        print(f"Name as received in init: {name}")
        pass

class A(metaclass=AT):
    pass

A.__name__

输出结果为：

Name as received in new: A
Name as received in init: A
'AHELLO'

简而言之，我本以为init会在传入name参数的情况下接收到AHELLO。

我想象__init__是由super().__new__调用的：如果在重写的__new__中没有进行调用，则我的__init__不会被调用。

有人能澄清一下在这种情况下如何调用__init__吗？

提供的信息是，我希望通过只提供一个“基类”（而不是元组）来使特殊情况下类的创建更加容易，在__new__中添加了以下代码：

if not isinstance(bases, tuple):
            bases = (bases, )

然而，我发现我还需要在__init__中添加它。

- Cedric H.

Answer 1

事实上，调用普通类的__new__和__init__方法的是其元类的__call__方法。在默认元类type的__call__方法中的代码是用C编写的，但在Python中等效的代码如下：

class type:
    ...
    def __call__(cls, *args, **kw):
         instance = cls.__new__(cls, *args, **kw)  # __new__ is actually a static method - cls has to be passed explicitly
         if isinstance(instance, cls):
               instance.__init__(*args, **kw)
         return instance

这适用于Python中的大多数对象实例化，包括在实例化类本身时 - 元类隐式地作为类语句的一部分被调用。 在这种情况下，从type.__call__调用的__new__和__init__是元类自身的方法。 而在这种情况下，type充当“元元类” - 这个概念很少需要，但它创造了您正在探讨的行为。

当创建类时，type.__new__负责调用类（而不是元类）的__init_subclass__和它的描述符的__set_name__方法 - 因此，“元元类”__call__方法不能控制它。

因此，如果您想要以编程方式修改传递给元类__init__的参数，则“正常”的方法将是具有“元元类”，继承自type并与您的元类本身不同，并覆盖其__call__方法：

class MM(type):
    def __call__(metacls, name, bases, namespace, **kw):
        name = modify(name)
        cls = metacls.__new__(metacls, name, bases, namespace, **kw)
        metacls.__init__(cls, name, bases, namespace, **kw)
        return cls
        # or you could delegate to type.__call__, replacing the above with just
        # return super().__call__(modify(name), bases, namespace, **kw)

当然，这是一种比生产代码中任何人都更接近“一路到底的海龟”的方法。

另一种方法是将修改后的名称作为元类上的属性保留下来，以便其__init__方法可以从那里获取所需的信息，并忽略从其自己的元类__call__调用中传递的名称。信息通道可以是元类实例上的普通属性。嗯——事实上，“元类实例”就是正在创建的类本身——哦，看看——传递给type.__new__的名称已经在其中记录——在__name__属性上。

换句话说，要在元类__new__方法中修改类名并在其自己的__init__方法中使用，只需要忽略传递的name参数，而改用cls.__name__即可：

class Meta(type):
    def __new__(mcls, name, bases, namespace, **kw):
        name = modified(name)
        return super().__new__(mcls, name, bases, namespace, **kw)

    def __init__(cls, name, bases, namespace, **kw):
        name = cls.__name__  # noQA  (otherwise linting tools would warn on the overriden parameter name)
        ...

- jsbueno

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非常清晰，谢谢！我的关于“name”的例子是简化的，实际上我需要修改“bases”，不过你最后的建议很好。 - Cedric H.

Answer 2

很明显，你的__init__方法被调用了，这是因为你的__new__方法返回了一个类的实例。

从https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html#object.new可以看到:

如果__new__() 返回cls的实例，则新实例的__init__() 方法将被调用，如__init__(self[,...]) ，其中self是新实例，其余参数与传递给__new__() 的相同。

正如你所看到的，传递给__init__的参数是传递给__new__方法的调用者的参数，而不是在使用super时调用它的参数。如果你仔细阅读，会发现这有点含糊不清。

至于其余部分，它的工作方式就像预期的那样：

In [10]: A.__bases__
Out[10]: (list,)

In [11]: a = A()

In [12]: a.__class__.__bases__
Out[12]: (list,)

- Mazdak

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谢谢，非常清晰，我在阅读参考文献时错过了“其余参数与传递给__new __（）相同”的部分。 - Cedric H.

如果我可以的话：您可以澄清答案：明确引用部分是指“self”和“instance”，在这种特定情况下，“translates”为“mcs”和“class”。此外，我不确定您最后的示例是否完整，您是否忘记复制/粘贴某些部分？ - Cedric H.

@CedricH。我认为你在这里提到它就足够了。最后一个例子是基于你的代码编写的，我认为很清楚。 - Mazdak