Поднятие объектно-ориентированного программирования на новый уровень

Большинство читателей уже знакомо с концепциями объектно-ориентированного программирования: наследованием, инкапсуляцией, полиморфизмом. Но создание объектов заданного класса с определенными родителями обычно представляется исходно заданной операцией. Оказывается, что ряд новых программных конструкций становится либо более простым, либо вообще хоть сколько-нибудь возможным, если вы можете настраивать процесс создания объектов. Метаклассы разрешают определенные типы "аспектно-ориентированного программирования"; например, можно усилить классы такими характеристиками, как возможности трассировки, объектная персистентность, регистрация исключений и так далее.

Краткий обзор объектно-ориентированного программирования (ООП)

Давайте, потратив полминуты, вспомним, что такое ООП. В языке объектно-ориентированного программирования можно определять классы, задача которых - объединить связанные данные и поведение. Эти классы могут наследовать некоторые или все свойства своих родителей, они также определяют свои собственные атрибуты (данные) или методы (поведение). В результате, классы, как правило, выступают в качестве шаблонов для создания экземпляров (которые время от времени называют просто объектами). Различные экземпляры одного и того же класса обычно имеют разные данные, хотя они будут представлены в одинаковом виде, например, у обоих объектов класса 'Employee' bob и jane есть .salary и .room_number, но значения room (комната) и salary (жалование) у каждого различны.

Яндекс.ДиректВсе объявленияЯ хочу лучше фотографировать! Запишись на бесплатный онлайн-семинар по фотографии и секретам мастерства! webinar.disted.ru

Некоторые объектно-ориентированные языки программирования, включая Python, предусматривают интроспективные (или рефлексивные) объекты. Другими словами, интроспективный объект может сам себя описывать: к какому классу принадлежит этот экземпляр? Кто предки этого класса? Какие методы и атрибуты доступны объекту? Интроспекция позволяет функции или методу, управляющему объектами, принимать решения, основываясь на том, какой вид объекта передается. Даже без интроспекции функции часто ветвятся, опираясь на данные экземпляра - например, маршрут к jane.room_number отличается от пути к bob.room_number, поскольку они в "различных комнатах" (значения room у них различны). С помощью интроспекции также можно безошибочно вычислить bonus (премиальные) jane, пропустив это вычисление для bob, например, потому что у jane есть атрибут .profit_share или из-за того, что bob является экземпляром производного класса Hourly(Employee).

"Метапрограммный" ответ

Базовая система ООП, очерченная выше, является достаточно мощной. Однако, в этом описании один момент не получил должного внимания: в Python (и других языках) сами классы являются объектами, которые можно передавать и подвергать интроспекции. Но поскольку объекты, как отмечалось, создаются с использованием классов в качестве шаблонов, то что же является шаблоном для создания классов? Разумеется, метаклассы.

В Python всегда были метаклассы. Однако, технология, задействованная в метаклассах, стала гораздо более очевидной с выходом Python 2.2. А именно, в версии 2.2 Python перестал быть языком только с одним специальным (обычно невидимым) метаклассом, который создавал каждый объект класса. Теперь программисты могут наследоваться от встроенного метакласса type и даже динамически генерировать классы с различными метаклассами. Разумеется, только то, что вы можете манипулировать метаклассами на Python 2.2, еще не объясняет, зачем вам это.

Более того, вам не нужно использовать метаклассы, определенные пользователем, чтобы управлять созданием классов. Несколько менее головоломная концепция - фабрика классов (class factory): обыкновенная функция может возвращать класс, который был динамически создан в пределах тела функции. В традиционном синтаксисе Python вы можете написать: Далее...