为什么 python isinstance() 对于基类是可传递的，而对于元类是不可传递的？

Question

我是元类的新手，可能会以意想不到的方式使用它们。我感到困惑的是，该isinstance()方法在处理子类时似乎具有传递行为，但在处理元类时却没有。

在第一种情况下：

class A(object):
   pass

class B(A):
    pass

class C(B):
     pass

ic = C()

意味着isinstance(ic,X)是真正的X等于A，B或C。

另一方面，这是一个元类示例：

class DataElementBase(object):
    def __init__(self,value):
        self.value = self.__initialisation_function__(value)

class MetaDataElement(type):
    def __new__(cls,name,initialisation_function, helptext ):
        result = type.__new__(cls,name,(DataElementBase,), dict(help=helptext) )
        result.__initialisation_function__  = staticmethod(initialisation_function)
        return result


###  test code  ####

# create a class from the metaclass
MyClass = MetaDataElement( 'myclass', float, "Value is obtained as float of user input" )

# create an instance of the class
my_instance = MyClass( '4.55' )

print ( 'MyClass is instance of MetaDataElement? %s' % isinstance( MyClass, MetaDataElement ) )
print ( 'MyClass is instance of DataElementBase? %s' % isinstance( MyClass, DataElementBase ) )
print ( 'my_instance is instance of MyClass? %s' % isinstance( my_instance, MyClass ) )
print ( 'my_instance is instance of MetaDataElement? %s' % isinstance( my_instance, MetaDataElement ) )
print ( 'my_instance is instance of DataElementBase? %s' % isinstance( my_instance, DataElementBase ) )

产量：

MyClass is instance of MetaDataElement? True
MyClass is instance of DataElementBase? False
my_instance is instance of MyClass? True
my_instance is instance of MetaDataElement? False
my_instance is instance of DataElementBase? True

即， isMyClass是MetaDataElement元类的实例，并且my_instance是类的实例MyClass但不是 的实例MetaDataElement。

我的解释正确吗？对此有简单的解释吗？

Answer 1

令人困惑的是，这MyClass不是 的“实例” DataElementBase。它是元类的一个实例：MetaDataElement，以及该元类的所有超类的实例（即：“类型”和“对象”）。就像“普通”类的实例所发生的情况一样：

将您的代码片段粘贴到交互式解释器中我可以这样做：

In [96]: isinstance(MyClass, MetaDataElement)
Out[96]: True

In [97]: isinstance(MyClass, type)
Out[97]: True

In [98]: isinstance(MyClass, object)
Out[98]: True

In [99]: MyClass.__mro__
Out[99]: (__main__.myclass, __main__.DataElementBase, object)

“DataElementBase”与“MyClass”的关系是“超类”。因此，如果您询问它是否是 DataElementBase 的子类，您会得到 True：

In [100]: issubclass(MyClass, DataElementBase)
Out[100]: True

类基数作为调用时的第三个参数传递type.__new__。

所以，换句话来说：“元类”是“用来构建类的类”，它与所创建的类的继承链无关。相反，给定的对象将始终是其类的任何“超类”的实例。元类不是其类的超类。

一旦理解了这一点，您就会注意到“isinstance”和“issubclass”的行为在“非元”类及其实例以及“元类”和通过它们创建的类中是相同的。

在一个不相关的通知中，尽管您的代码按原样工作，但不鼓励这样做。：元类__new__方法的签名应符合type.__new__- 的签名，并接收元类本身、名称、基数、命名空间和可选关键字参数。

您编写它的方式使您的元类脱离了此签名，迫使您的代码按照您所做的方式声明类：通过调用显式实例化元类。它不能用作从class语句及其主体创建新类的元类 - 在这种情况下，Python 使用 所使用的参数调用元类type.__new__。