在 Python 中使用元类计​​算实例数量

Question

我编写了一个元类，它计算每个子类的实例数。所以我的元有一个类似的字典{classname: number_of_instances}。这是实现：class MetaCounter(type):        _counter = {}    def __new__(cls, name, bases, dict):        cls._counter[name] = 0        return super().__new__(cls, name, bases, dict)    def __call__(cls, *args, **kwargs):        cls._counter[cls.__name__] += 1        print(f'Instantiated {cls._counter[cls.__name__]} objects of class {cls}!')        return super().__call__(*args, **kwargs)class Foo(metaclass=MetaCounter):    passclass Bar(metaclass=MetaCounter):    passx = Foo()y = Foo()z = Foo()a = Bar()b = Bar()print(MetaCounter._counter)# {'Foo': 3, 'Bar': 2} --> OK!print(Foo._counter)# {'Foo': 3, 'Bar': 2} --> I'd like it printed just "3"print(Bar._counter) # {'Foo': 3, 'Bar': 2} --> I'd like it printed just "2"它工作得很好，但我想添加一定程度的信息隐藏。也就是说，元类为MetaCounter的类不应该具有具有相同元的其他类的实例的计数器。他们应该只知道有关其实例数量的信息。因此应该显示整个dict，但是（让Foo是一个以MetaCounter作为其元类的类）应该只返回Foo实例的数量。MetaCounter._counterFoo._counter有办法实现这一点吗？我尝试过覆盖__getattribute__，但最终导致计数逻辑混乱。我还尝试将其_counter作为属性放入方法dict的参数中__new__，但随后它也成为实例成员，而我不希望如此。

Answer 1

我不知道足够的元类来判断做你正在尝试的事情是否是一个坏主意，但这是可能的。

您可以MetaCounter仅保留对其“元类”类的引用，并通过更新dictinMetaCounter.__new__方法为每个类添加特定的实例计数器：

class MetaCounter(type):

    _classes = []

    def __new__(cls, name, bases, dict):

        dict.update(_counter=0)

        metaclassed = super().__new__(cls, name, bases, dict)

        cls._classes.append(metaclassed)

        return metaclassed

每次MetaCounter实例化一个新类时，都会增加计数器

    def __call__(cls, *args, **kwargs):

        cls._counter += 1

        print(f'Instantiated {cls._counter} objects of class {cls}!')

        return super().__call__(*args, **kwargs)

这确保每个MetaCounter类拥有其实例计数器并且不知道其他MetaCounter类的任何信息。

然后，要获取所有计数器，您可以_counters向 中添加一个静态方法MetaCounter，该方法返回每个类的计数器MetaCounter：

    @classmethod

    def _counters(cls):

        return {klass: klass._counter for klass in cls._classes}

然后你就完成了：

print(MetaCounter._counters())  # {<class '__main__.Foo'>: 3, <class '__main__.Bar'>: 2}

print(Foo._counter)  # 3

print(Bar._counter)  # 2

Answer 2

这是一个工作示例，使用描述符根据属性是由实例（类）_counter访问还是由类（本例中为元类）访问来修改属性的行为

class descr:

    def __init__(self):

        self.counter = {}

        self.previous_counter_value = {}

    def __get__(self, instance, cls):

        if instance:

            return self.counter[instance]

        else:

            return self.counter

    def __set__(self, instance, value):

        self.counter[instance] = value

    

class MetaCounter(type):

    

    _counter = descr()

    def __new__(cls, name, bases, dict):

        new_class = super().__new__(cls, name, bases, dict)

        cls._counter[new_class] = 0

        return new_class

    def __call__(cls, *args, **kwargs):

        cls._counter += 1

        print(f'Instantiated {cls._counter} objects of class {cls}!')

        return super().__call__(*args, **kwargs)