Python黑魔法：元类和元编程 Python 元编程
元编程（Meta Programming）又叫超编程，是指某类计算机程序的编写，这类计算机程序的编写或者超重其他程序（或者自身）作为他们的数据，或者在运行完成部分本应该在编译时完成的工作。多数情况下，与手工编译全部代码相比，程序员可以获得更高的工作效率，或者给与程序员更大的灵活度去处理新的情形而无需重新编译。
编写元程序的语言称之为元语言。被操作的程序的语言称之为“目标语言”。一门编程语言可以同时也是自身的元语言的能力称之为“反射”或者“自反”。作为胶水语言的python，对各种语言的库的支持（ctypes、js2py等），就是元编程应用的很好实例。
元编程是一种可以将程序当作数据来操作的技术，元编程能够读取，生成，分析或转换其他的程序代码，甚至可以在运行时修改自身。元编程存在的目的，就是多提供了一个抽象层次。
在python中，元编程实现通常的手段有：
预定义方法 class A(object): def __init__(self, o): self.__obj__ = o def __getattr__(self, name): if hasattr(self.__obj__, name): return getattr(self.__obj__, name) return self.__dict__[name] def __iter__(self): return self.__obj__.iter__() l = [] a = A(l) for i in range(101): a.append(i) print(sum(a)) # 结果 ''' 10 10 '''这是一个简单的agent类，__iter__属于云定义函数，不会调用__getattr__来获得，需要额外定义。在__getattr__和__setattr__两个函数中，可以访问__dict__，而在函数__getattribute__中使用self.__dict__会引发递归，需要用object.getattribute(self, name)访问，getattribute只能用于新式类。
函数赋值 # socket.py中的例子 _delegate_methods = ("recv", "recvfrom", "recv_into", "recvfrom_into", "send", "sendto") def __init__(self, family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, _sock=None): if _sock is None: _sock = _realsocket(family, type, proto) self._sock = _sock for method in _delegate_method: setattr(self, method, getattr(_sock, method)) # http代理装饰器 def http_proxy(proxyaddr, username=None, password=None): def reciver(func): def creator(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM, proto=0): sock = func(family, type, proto) sock.connect(proxyaddr) def newconn(addr): http_connect(sock, addr, username, password) sock.connect, sock.connect_ex = nerconn, newconn return sock return creator return reciver 描述器所谓描述器(descriptor)就是带有__get__和__set__函数的对象，当访问某个对象的某个属性，这个属性又是descriptor时，返回值是descriptor的__get__调用的返回，__set__也是类似的，带有__set__的称为data descriptor，而只有__get__的称为non data descriptor
Python访问某个对象的某个属性时，是按照以下次序的：
类的数据描述器instance属性，无论其是否是描述器，都不调用__get__类属性，包括non data descriptor class Meta(type): def __new__(cls, name, bases, attrs): for k, v in attrs.items(): if hasattr(v, '__meta_init__'): v.__meta_init__(k) return type.__new__(cls, name, bases, attrs) class AttrBase(object): def __meta_init__(self, k): self.name = k def __get__(self, obj, cls): return obj[self.name] def __set__(self, obj, value): obj[self.name] = value class Base(dict, metaclass = Meta): pass class User(dict): name = AttrBase() b = User() b.name = 'shell' print(b) print(b.name) # 结果 ''' {'name': 'shell'} shell '''当访问b.name时，实际上是去访问了b['name']，这个过程不是通过User类重载__getattr__实现的，而是通过descriptor。
元类具体可以参考之前python中的元类metaclass
eval函数eval()函数来执行一个字符串表达式，并返回表达式的值。 eval()函数的语法：eval(expression[, globals[, locals]])，expression是表达式；globals是变量作用域，全局命名空间，如果被提供，这必须是一个字典对象；locals是变量作用域，局部变量命名空间，如果被提供，可以是任何映射对象。
s1 ='2 * 6 / 2 + 2' s2 = 'pow(2, 3)' s3 = '2 ** 3' print(eval(s1)) print(eval(s2)) print(eval(s3)) # 结果 ''' 8.0 8 8经典案例：使用元类在python语言和数据库中间增加一个抽象ORM层（可参考元类里面给出的使用元类创建ORM实例）
元编程常见的应用场景
扩展重构语法开发DSL生成代码根据特定场景自动选择代码优化解决一些正交的架构设计问题面向切面编程AOP