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一文帶你了解Python中的type,isinstance和issubclass_python

作者：勇敢努力拼搏 ? 更新時間： 2023-03-23 編程語言

type

type方法有兩種重載形式：

  • type(o: object)；
  • type(name: str, bases:Tuple[type, ...], dict:Mapping[str: Any], **kwds)

使用第一種重載形式的時候，傳入一個【object】類型，返回一個【type】對象，通常與object.__class__方法的返回值相同。

使用第二種重載形式的時候，也會得到一個【type】對象，本質上來說這是一種動態類，參數含義如下：

  • name：字符型，指定動態類的類名，也是該動態類的__name__屬性；
  • bases：type類型元祖，指定動態類繼承的父類，也是該動態類的__bases__屬性；
  • dict：字典類型，指定動態類的屬性和方法定義，經過一定的包裝后成為動態類的__dict__屬性；

示例

重載形式1

 class A(object):
     pass
 ?
 a = A()
 print(type(a), a.__class__, type(A))
 -----------------------------
 <class '__main__.A'> <class '__main__.A'> <class 'type'>

重載形式2

 class OldClass(object):
     a = 1
 ?
     def __init__(self) -> None:
         self.name = "OldClass"
 ?
     def get_name(self):
         return self.name
 ?
 ?
 my_dynamic_cls = type('DynamicClass', (OldClass,),
                       dict(name='dynamic', a=2, b=3, c=4))
 ?
 new_obj = my_dynamic_cls()
 print(my_dynamic_cls.__dict__)
 print(new_obj.__dict__, type(new_obj))
 -----------------------------
 {'name': 'dynamic', 'a': 2, 'b': 3, 'c': 4, '__module__': '__main__', '__doc__': None}
 {'name': 'OldClass'} <class '__main__.DynamicClass'>

在上面的示例中我們使用type成功創造了一個動態類并添加了幾個類屬性，由于指定了【OldClass】作為父類，所以動態生成的類也具有【OldClass】的全部特性。

動態生成一個類的時候不光可以指定類屬性，還可以綁定類方法，示例如下：

 class OldClass(object):
     a = 1
 ?
     def __init__(self) -> None:
         self.name = "OldClass"
 ?
     def get_name(self):
         return self.name
 ?
 def print_msg(msg: str) -> None:
     print(msg)
 ?
 my_dynamic_cls = type('DynamicClass ', (OldClass,),
                       dict(name='dynamic', a=2, b=3, c=4, method=print_msg))
 ?
 new_obj = my_dynamic_cls()
 my_dynamic_cls.method("使用動態綁定的方法??！")
 print(my_dynamic_cls.__dict__)
 -----------------------------
 使用動態綁定的方法！！
 {'name': 'dynamic', 'a': 2, 'b': 3, 'c': 4, 'method': <function print_msg at 0x00000188189F73A0>, '__module__': '__main__', '__doc__': None}

isinstance

Return True if the object argument is an instance of the classinfo argument, or of a (direct, indirect, or virtual) subclass thereof. If object is not an object of the given type, the function always returns False. If classinfo is a tuple of type objects (or recursively, other such tuples) or a union of multiple types, return True if object is an instance of any of the types. If classinfo is not a type or tuple of types and such tuples, a TypeError exception is raised. TypeError may not be raised for an invalid type if an earlier check succeeds.

——PythonDoc

isinstance方法用來檢查給定的對象是否是給定類型的實例或者是給定類型的任意子類的實例，通常使用該方法進行對象類型校驗。

示例

 class AMetaClass(type):
 ?
     def __new__(cls, *args, **kwargs):
         return type.__new__(cls, *args, **kwargs)
 ?
 ?
 class BMetaClass(AMetaClass):
     pass
 ?
 ?
 class AClass(object, metaclass=BMetaClass):
 ?
     def __init__(self, name: str) -> None:
         self.name = name
 ?
 ?
 class BClass(AClass):
 ?
     def __init__(self, name: str) -> None:
         super().__init__(name)
         
 obj_a = AClass('a')
 obj_b = BClass('b')
 -----------------------------
 print(isinstance(obj_b, AClass)) -> True
 print(isinstance(obj_b, BClass)) -> True
 print(isinstance(obj_b, AMetaClass)) -> False
 print(isinstance(obj_b, BMetaClass)) -> False
 print(isinstance(obj_b, type)) -> False
 print(isinstance(BClass, AMetaClass)) -> True
 print(isinstance(BClass, BMetaClass)) -> True
 print(isinstance(BClass, type)) -> True

總結一下，isinstance方法檢查的范圍就是參數的模板層按照繼承關系進行檢索。

issubclass

issubclass(class: type, classinfo: Union[type, ...])方法用來判斷指定的兩個類型之間的從屬關系，如果【class】是【classinfo】的子類返回真（True），否則返回假（False）。

有幾點注意事項這里說一下：

  • issubclass(cls, cls)返回是真；
  • 【classinfo】參數可以是一個type元祖，只要有一個條件為真，則表達式結果為真；
  • 【class】和【classinfo】必須是元類或者類，不能是一個對象，總結一下就是參數要么是【type】的子類要么是【type】的實例；

示例

 class AMetaClass(type):
 ?
     def __new__(cls, *args, **kwargs):
         return type.__new__(cls, *args, **kwargs)
 ?
 ?
 class BMetaClass(AMetaClass):
     pass
 ?
 ?
 class AClass(object, metaclass=BMetaClass):
 ?
     def __init__(self, name: str) -> None:
         self.name = name
 ?
 ?
 class BClass(AClass):
 ?
     def __init__(self, name: str) -> None:
         super().__init__(name)
         
 obj_a = AClass('a')
 obj_b = BClass('b')
 -----------------------------
 ?
 issubclass(AMetaClass, type) -> True
 issubclass(BMetaClass, type) -> True
 issubclass(BMetaClass, AMetaClass) -> True
 issubclass(AClass, AMetaClass) -> False
 issubclass(AClass, BMetaClass) -> False
 issubclass(BClass, AClass) -> True
 issubclass(AClass, obj_a) -> TypeError: arg 2 must be a class
 issubclass(obj_a, AClass) -> TypeError: arg 1 must be a class

從程序結果可以看到傳入元類和類返回永遠是假，并且不能直接傳入對象。

綜合示例

為了更好的讓大家明白這三者之間的區別和聯系，我畫了一張圖

這是初始狀態，定義了三個對象，三個類和三個元類，它們之間的關系如上圖所示；

 class M1(type):
 ?
     def __new__(cls, *args, **kwargs):
         return type.__new__(cls, *args, **kwargs)
 ?
 ?
 class M2(M1):
     pass
 ?
 ?
 class M3(type):
 ?
     def __new__(cls, *args, **kwargs):
         return type.__new__(cls, *args, **kwargs)
 ?
 ?
 class C1(metaclass=M3):
     pass
 ?
 ?
 class C2(C1):
     pass
 ?
 ?
 class C3(metaclass=M2):
     pass
 ?
 ?
 o1 = C1()
 o2 = C2()
 o3 = C3()

isinstance

針對對象

以【O2】為例，它的檢索范圍如下圖紅線所示：

針對類

以【C3】為例，它的檢索范圍如下圖紅線所示：

issubclass

針對類

以【C2】為例，返回真值的范圍如下：

針對元類

以【M2】為例，返回真值的范圍如下：

總結

調用type方法

  • 如果是對象，則會順著實例化的逆方向尋找，也就是找到創建它的類；
  • 如果是類，則會順著繼承逆方向尋找，直到找到它的元類。

調用isinstance方法

  • 如果是對象，那么實例化它的類和該類的所有父類都返回真，也就是沿著繼承路徑上都是返回真，但 不能是元類；
  • 如果是類，那么就找其元類的繼承路徑，路徑上所有的元類都返回真。

調用issubclass方法

  • 參數必須是同一個類型，元類或者類；
  • 按照繼承路徑進行判斷。

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7193577879345561657

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