C++ 参数化继承的元类

我读了一些关于Python元类的教程。我以前从未使用过一个，但我需要一个相对简单的工具，而且所有教程似乎都面向更复杂的用例。我基本上想创建一个模板类，它有一些预先指定的主体，但将其基类作为参数。由于我是从C++/D模板中得到这个想法的，下面是一个我想在C++中编写的代码的示例：

template<class T>
    class Foo : T {
        void fun() {}
    }

模板
类别Foo:T{
void fun（）{}
}

虽然可以使用元类来完成，但是您可以在没有元类的情况下做任何事情，因为在Python中类本身就是对象。令人惊讶的是，基本上只需要一个几乎一对一的C++代码翻译。由于这一点，它不仅相对简单，而且在Python2和Python3中都可以不经修改地工作

def template(class_T):
    """Factory function to create subclasses of class_T."""

    class Foo(class_T):
        def fun(self):
            print('%s.fun()' % self.__class__.__name__)

    Foo.__name__ += '_' + class_T.__name__  # rename the subclass to reflect its heritage
    return Foo

class Base1:
    def bar(self):
        print('Base1.bar()')

class Base2:
    def bar(self):
        print('Base2.bar()')

Foo_Base1 = template(Base1)
print('Foo_Base1 base classes: {}'.format(Foo_Base1.__bases__))

Foo_Base2 = template(Base2)
print('Foo_Base2 base classes: {}'.format(Foo_Base2.__bases__))

subclass1 = Foo_Base1()
subclass1.fun()
subclass1.bar()
subclass2 = Foo_Base2()
subclass2.fun()
subclass2.bar()

输出：

Foo_Base1基类：（，）
Foo_Base2基类：（，）
Foo_Base1.fun（）
Base1.bar（）
Foo_Base2.fun（）
Base2.bar（）

（以非想象的方式命名）

template（）

函数中的代码是通常称为工厂模式或工厂模式实现的示例。因此，顺便说一句，你可能会发现这个问题很有启发性

---

编辑：添加代码，为返回的每个子类创建不同的类名，这是受@的洞察（在现已删除的注释中）的启发，即调试时，如果生成的类始终具有相同的名称，则可能会产生混淆。

这在Python中没有意义，因为它没有模板。我对C++中参数化模板的理解（这是相当模糊的，因为我已经看了很多年），它的作用就像类工厂，可以创建一个子类，它可以提供任何附加的方法或属性。 在Python中，您可以使用一个工厂函数来实现这一点，该工厂函数接受一个类并在运行时返回一个新类：

In [1]: def subclassFactory(cls):
   ...:     class Foo(cls):
   ...:         def fun(self):
   ...:             return "this is fun"
   ...:     return Foo
   ...: 

In [2]: class A(object):
   ...:     pass
   ...: 

In [5]: C = subclassFactory(A)

In [6]: C
Out[6]: <class '__main__.Foo'>
In [7]: c = C()
In [9]: c.fun()
Out[9]: 'this is fun'
In [10]: isinstance(c, A)
Out[10]: True

[1]中的

：def子类工厂（cls）：
…：类别Foo（cls）：
…：def fun（self）：
…：返回“这很有趣”
…：返回Foo
...: 
在[2]中：A类（对象）：
…：通过
...: 
在[5]中：C=子类工厂（A）
在[6]：C中
出[6]：
在[7]中：c=c（）
在[9]：c.fun（）
出[9]：“这很有趣”
在[10]中：isinstance（c，A）
Out[10]：对

太棒了，我想元类对于这么简单的东西来说太过分了。事后看来，这个解决方案非常有意义，因为类型是Python中的第一类对象，可以在运行时创建类。我想，我还没有习惯于用动态的语言思维来自己去提高它。模板是C++中的元语言，是一种强类型语言。在弱类型的Python中，类也是对象，正如您所指出的，通常不需要这样做——但当您这样做时，您不仅限于模板参数，还可以做一些惊人的事情。Python是强类型的，您不能像在Javascript等弱类型语言中那样在Python中添加字符串和整数。顺便说一句，Python也是动态类型的。@Lie Ryan：你说得很对——我使用了错误的术语，把强/弱与静态/动态类型混淆了。谢谢你的更正。