Python create class with type

Динамическое определение класса в Python

Под динамическим определением объекта можно понимать определение во время исполнения. В отличие от статического определения, которое используется в привычном определении класса с помощью ключевого слова class , динамическое определение использует встроенный класс type .

Метакласс type

Класс type часто используется для получения типа объекта. Например так:

Но у него есть другое применение. Он может инициализировать новые типы. Как известно, всё в Python – объект. Из этого следует, что у всех определений имеются типы, включая классы и объекты. Например:

Может быть не совсем понятно, почему классу присваивается тип класса type , в отличие от его экземпляров:

Объекту a в качестве типа присваивается класс. Так интерпретатор обрабатывает объект как экземпляр класса. Сам же класс имеет тип класса type потому, что он наследует его от базового класса object :

Класс object наследуют все классы по умолчанию, то есть:

Определяемый класс наследует базовый в качестве типа. Однако, это не объясняет, почему базовый класс object имеет тип класса type . Дело в том, что type – это метакласс. Как это уже известно, все классы наследуют базовый класс object , который имеет тип метакласса type . Поэтому, все классы так же имеют этот тип, включая сам метакласс type :

Это «конечная точка типизации» в Python. Цепочка наследования типов замыкается на классе type . Метакласс type служит базой для всех классов в Python. В этом несложно убедиться:

builtins = [list, dict, tuple] for obj in builtins: type(obj)

Класс – это абстрактный тип данных, а его экземпляры имеют ссылку на класс в качестве типа.

Инициализация новых типов с помощью класса type

При проверке типов класс type инициализируется с единственным аргументом:

При этом он возвращает тип объекта. Однако в классе реализован другой способ инициализации с тремя аргументами, который возвращает новый тип:

type(name, bases, dict) -> new type 

Параметры инициализации класса type

• name
  Строка, которая определяет имя нового класса (типа).
• bases
  Кортеж базовых классов (классов, которые унаследует новый класс).
• dict
  Словарь с атрибутами будущего класса. Обычно со строками в ключах и вызываемых типах в значениях.

Динамическое определение класса

Инициализируем класс нового типа, предоставив все необходимые аргументы и вызываем его:

MyClass = type("MyClass", (object, ), dict()) MyClass

С новым классом можно работать как обычно:

Причём, способ эквивалентен обычному определению класса:

Динамическое определение атрибутов класса

В пустом классе мало смысла, поэтому возникает вопрос: как добавить атрибуты и методы?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим изначальный код инициализации:

MyClass = type(“MyClass”, (object, ), dict()) 

Обычно, атрибуты добавляются в класс на стадии инициализации в качестве третьего аргумента – словаря. В словаре можно указать имена атрибутов и значения. Например, это может быть переменная:

MyClass = type(“MyClass”, (object, ), dict(foo=“bar”) m = MyClass() m.foo 'bar'

Динамическое определение методов

В словарь можно передать и вызываемые объекты, например методы:

def foo(self): return “bar” MyClass = type(“MyClass”, (object, ), dict(foo=foo)) m = MyClass() m.foo 'bar'

У этого способа есть один существенный недостаток – необходимость определять метод статически (думаю, что в контексте задач метапрограммирования, это можно рассматривать как недостаток). Кроме этого, определение метода с параметром self вне тела класса выглядит странно. Поэтому вернёмся к динамической инициализации класса без атрибутов:

MyClass = type(“MyClass”, (object, ), dict()) 

После инициализации пустого класса, можно добавить в него методы динамически, то есть, без явного статического определения:

code = compile('def foo(self): print(“bar”)', "", "exec") 

compile – это встроенная функция, которая компилирует исходный код в объект. Код можно выполнить функциями exec() или eval() .

Параметры функции compile

• source
  Исходный код, может быть ссылкой на модуль.
• filename
  Имя файла, в который скомпилируется объект.
• mode
  Если указать «exec» , то функция скомпилирует исходный код в модуль.

Объект code нужно преобразовать в метод. Так как метод – это функция, то начнём с преобразования объекта класса code в объект класса function . Для этого импортируем модуль types :

from types import FunctionType, MethodType 

Я импортирую MethodType , так как он понадобится в дальнейшем для преобразования функции в метод класса.

function = FunctionType(code.co_consts[0], globals(), “foo”) 

Параметры метода инициализации класса FunctionType

• code
  Объект класса code . code.co_consts[0] – это обращение к дискриптору co_consts класса code , который представляет из себя кортеж с константами в коде объекта. Представьте себе объект code как модуль с одной единственной функцией, которую мы пытаемся добавить в качестве метода класса. 0 – это её индекс, так как она единственная константа в модуле.
• globals()
  Словарь глобальных переменных.
• name
  Необязательный параметр, определяющий название функции.

Далее необходимо добавить эту функцию в качестве метода класса MyClass :

MyClass.foo = MethodType(function, MyClass) 

Достаточно простое выражение, которое назначает нашу функцию методом класса MyClass .

Предупреждение

В 99% случаев можно обойтись статическим определением классов. Однако концепция метапрограммирования хорошо раскрывает внутреннее устройство Python. Скорее всего вам будет сложно найти применение описанных здесь методов, хотя в моей практике такой случай, все же, был.

А вы работали с динамическими объектами? Может быть в других языках?

Ссылки

Источник

How to create a Class dynamically with type() in Python?

In Python, to create a class dynamically, you can use type() built-in function. This can be used to create user defined classes on the fly, without changing the code when a new class type is required.

Consider the following simple example, where we create a class named MyClass of type object, with attributes: x.

MyClass = type('MyClass', (object,), )

In this tutorial, we will learn how to create a class dynamically, with examples.

Examples

1. Create a class dynamically with given classname and attributes

In this example, we define a function that creates and returns a class. The function has two parameters. First argument is the classname, and the second argument is a dictionary representing the attributes of the class.

Python Program

def createClass(classname, attributes): return type(classname, (object,), attributes) Car = createClass('Car', ) mycar = Car() print(f"Car name: \nCar age: years")

Car name: Audi Car age: 5 years

2. Create a class dynamically with a constructor

In this example, we define a function that creates and returns a class with a constructor.

Python Program

def createClass(classname, attributes): return type(classname, (object,), < '__init__': lambda self, arg1, arg2: setattr(self, 'args', (arg1, arg2)), 'args': attributes >) Car = createClass('Car', ) mycar = Car('Audi R8', 3) print(f"Car name: \nCar age: years")

Car name: Audi R8 Car age: 3 years

3. Create a class dynamically with a constructor

In this example, we consider the function defined in the previous example, and create class types: Car and Student dynamically.

Python Program

def createClass(classname, attributes): return type(classname, (object,), < '__init__': lambda self, arg1, arg2: setattr(self, 'args', (arg1, arg2)), 'args': attributes >) Car = createClass('Car', ) Student = createClass('Student', ) mycar = Car('Audi R8', 3) print(f"Car name: \nCar age: years") student1 = Student('Ram', 12) print(f"Student name: \nStudent age: years")

Car name: Audi R8 Car age: 3 years Student name: Ram Student age: 12 years

Summary

In this tutorial of Python Examples, we learned how to use type() function to create a class type dynamically.

Источник