Question

我有一个class1需要继承2个不同的元类，即Meta1和abc.ABCMeta

目前的实施：

Meta1的实施：

class Meta1(type):
    def __new__(cls, classname, parent, attr):
        new_class = type.__new__(cls, classname, parent, attr)
        return super(Meta1, cls).__new__(cls, classname, parent, attr)

class1Abstract的实现

class class1Abstract(object):
    __metaclass__ = Meta1
    __metaclass__ = abc.ABCMeta

实现mainclass

class mainClass(class1Abstract):
    # do abstract method stuff

我知道两次实施2个不同的元数是错误的。

我改变了加载metclass的方式（几次尝试），我得到了这个 TypeError：调用元类库时出错

metaclass conflict: the metaclass of a derived class must be a (non-strict) subclass of the metaclasses of all its bases

我没有想法......

`EDITED 1`

我尝试了这个解决方案，但是mainClass不是class1Abstract的实例

print issubclass(mainClass, class1Abstract) # true
print isinstance(mainClass, class1Abstract) # false

class1Abstract的实现

class TestMeta(Meta1):
    pass


class AbcMeta(object):
    __metaclass__ = abc.ABCMeta
    pass


class CombineMeta(AbcMeta, TestMeta):
    pass


class class1Abstract(object):
    __metaclass__ = CombineMeta

    @abc.abstractmethod
    def do_shared_stuff(self):
        pass

    @abc.abstractmethod
    def test_method(self):
        ''' test method '''

mainClass的实现

class mainClass(class1Abstract):
    def do_shared_stuff(self):
        print issubclass(mainClass, class1Abstract) # True
        print isinstance(mainClass, class1Abstract) # False

由于mainClass继承自抽象类，因此python应该抱怨test_method没有在mainClass中实现。但它并没有抱怨任何东西，因为print isinstance（mainClass，class1Abstract）#False

dir(mainClass) 没有

['__abstractmethods__', '_abc_cache', '_abc_negative_cache', '_abc_negative_cache_version', '_abc_registry']

HELP！

`EDITED 2`

class1Abstract的实现

CombineMeta = type("CombineMeta", (abc.ABCMeta, Meta1), {})
class class1Abstract(object):
    __metaclass__ = abc.ABCMeta

    @abc.abstractmethod
    def do_shared_stuff(self):
        pass

    @abc.abstractmethod
    def test_method(self):
        ''' test method '''

mainClass的实现

class mainClass(class1Abstract):
    __metaclass__ = CombineMeta
    def do_shared_stuff(self):
        print issubclass(mainClass, class1Abstract) # True
        print isinstance(mainClass, class1Abstract) # False

dir(mainClass)现在有抽象方法的魔术方法

['__abstractmethods__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__metaclass__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_abc_cache', '_abc_negative_cache', '_abc_negative_cache_version', '_abc_registry', 'do_shared_stuff', 'test_method']

但是python并没有警告test_method没有被实例化

HELP！

Answer 1

在Python中，每个类只能有一个元类，而不是很多。但是，通过混合这些元类做，可以实现类似的行为（如果它有多个元类）。

让我们开始吧。我们自己的元类只是为类添加了新属性：

class SampleMetaClass(type):
  """Sample metaclass: adds `sample` attribute to the class"""
  def __new__(cls, clsname, bases, dct):
    dct['sample'] = 'this a sample class attribute'
    return super(SampleMetaClass, cls).__new__(cls, clsname, bases, dct)

class MyClass(object):
  __metaclass__ = SampleMetaClass

print("SampleMetaClass was mixed in!" if 'sample' in MyClass.__dict__ else "We've had a problem here")

这打印＆＃34; SampleMetaClass混合在！＆＃34;，所以我们知道我们的基本元类工作正常。

现在，另一方面，我们想要一个抽象类，最简单的就是：

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class AbstractClass(object):
  __metaclass__ = ABCMeta
  @abstractmethod
  def implement_me(self):
    pass

class IncompleteImplementor(AbstractClass):
  pass

class MainClass(AbstractClass):
  def implement_me(self):
    return "correct implementation in `MainClass`"

try:
  IncompleteImplementor()
except TypeError as terr:
  print("missing implementation in `IncompleteImplementor`")

MainClass().implement_me()

这打印了IncompleteImplementor＆＃34;中缺少的实现。随后在MainClass＆＃34;中正确实施。所以，抽象类也可以正常工作。

现在，我们有2个简单的实现，我们需要将两个元类的行为混合在一起。这里有多种选择。

选项1 - 继承

可以将SampleMetaClass实现为ABCMeta的子类 - 元类也是类，可以使用它们！

class SampleMetaABC(ABCMeta):
  """Same as SampleMetaClass, but also inherits ABCMeta behaviour"""
  def __new__(cls, clsname, bases, dct):
    dct['sample'] = 'this a sample class attribute'
    return super(SampleMetaABC, cls).__new__(cls, clsname, bases, dct)

现在，我们更改了AbstractClass定义中的元类：

class AbstractClass(object):
  __metaclass__ = SampleMetaABC
  @abstractmethod
  def implement_me(self):
    pass

# IncompleteImplementor and MainClass implementation is the same, but make sure to redeclare them if you use same interpreter from the previous test

再次运行我们的测试：

try:
  IncompleteImplementor()
except TypeError as terr:
  print("missing implementation in `IncompleteImplementor`")

MainClass().implement_me()

print("sample was added!" if 'sample' in IncompleteImplementor.__dict__ else "We've had a problem here")
print("sample was added!" if 'sample' in MainClass.__dict__ else "We've had a problem here")

这仍然会打印IncompleteImplementor未正确实现，MainClass是，并且现在都添加了sample类级别属性。这里要注意的是，Sample元类的一部分也成功地应用于IncompleteImplementor（好吧，没有理由它也不会）。

正如预期的那样，isinstance和issubclass仍然可以正常工作：

print(issubclass(MainClass, AbstractClass)) # True, inheriting from AbtractClass
print(isinstance(MainClass, AbstractClass)) # False as expected - AbstractClass is a base class, not a metaclass
print(isinstance(MainClass(), AbstractClass)) # True, now created an instance here

选项2 - 撰写元类

事实上，问题本身就有这个选项，它只需要一个小修复。将新的元类声明为几个更简单的元类的组合，以混合它们的行为：

SampleMetaWithAbcMixin = type('SampleMetaWithAbcMixin', (ABCMeta, SampleMetaClass), {})

如前所述，更改AbstractClass的元类（并再次，IncompleteImplementor和MainClass不要更改，但如果在同一个解释器中，则重新声明它们：

class AbstractClass(object):
  __metaclass__ = SampleMetaWithAbcMixin
  @abstractmethod
  def implement_me(self):
    pass

从这里开始，运行相同的测试应该会产生相同的结果：ABCMeta仍然有效，并确保@abstractmethod - 已实现，SampleMetaClass添加了sample属性。

我个人更喜欢后一个选项，原因与我通常更喜欢组合到继承的原因相同：多个（元）类之间最终需要的组合越多 - 组合就越简单。

有关元类的更多信息

最后，我读过的对于元类的最佳解释是这个答案： What is a metaclass in Python?

Answer 2

默认情况下，python只会在尝试实例化类时抱怨该类具有抽象方法，而不是在创建类时。这是因为类的元类仍然是ABCMeta（或其子类型），因此允许使用抽象方法。

要获得您想要的内容，您需要编写自己的元类，当它发现__abstractmethods__不为空时会引发错误。这样，您必须明确说明何时不再允许类抽象方法。

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class YourMeta(type):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(YourMeta, self).__init__(*args, **kwargs)
        print "YourMeta.__init__"
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        newcls = super(YourMeta, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        print "YourMeta.__new__"
        return newcls

class ConcreteClassMeta(ABCMeta):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(ConcreteClassMeta, self).__init__(*args, **kwargs)
        if self.__abstractmethods__:
            raise TypeError("{} has not implemented abstract methods {}".format(
                self.__name__, ", ".join(self.__abstractmethods__)))

class CombinedMeta(ConcreteClassMeta, YourMeta):
    pass

class AbstractBase(object):
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def f(self):
        raise NotImplemented

try:
    class ConcreteClass(AbstractBase):
        __metaclass__ = CombinedMeta

except TypeError as e:
    print "Couldn't create class --", e

class ConcreteClass(AbstractBase):
    __metaclass__ = CombinedMeta
    def f(self):
        print "ConcreteClass.f"

assert hasattr(ConcreteClass, "__abstractmethods__")
c = ConcreteClass()
c.f()

哪个输出：

YourMeta.__new__
YourMeta.__init__
Couldn't create class -- ConcreteClass has not implemented abstract methods f
YourMeta.__new__
YourMeta.__init__
ConcreteClass.f

Answer 3

无需设置两个元类：Meta1应继承自abc.ABCMeta。

Answer 4

在您的EDITED代码（1和2）中，您差不多完成了。唯一错误的是你如何使用isinstance。您想要检查类实例（在本例中为self）是否是给定类（class1Abstract）的实例。例如：

class mainClass(class1Abstract):
def do_shared_stuff(self):
    print issubclass(mainClass, class1Abstract) # True
    print isinstance(self, class1Abstract) # True

1个类继承了2个不同的元类（abcmeta和用户定义的元）

`EDITED 1`

`EDITED 2`

4 个答案: