Python中用MetaClass实现委托、不可变集合

devil20

委托(delegate)是许多设计模式(如Decorator, Proxy)的基础，实现委托的一般方法是在委托类为每个需要委托的方法定义一个方法，它的仅有的实现就是对被委托对象调用同样的方法。例如，要实现ImmutableList，可以这样做：

class ImmutableList(object):
def __init__(self, delegate):
self.delegate = delegate
def __getitem__(self, i):
return self.delegate.__getitem__(i)
def __getslice__(self, i, j):
return self.delegate.__getslice__(i, j)
def __len__(self):
return self.delegate.__len(self)
def index(self, v):
return self.delegate.index(v)
# ... more ...

显然写这样的方法很是枯燥乏味，幸而在python中可以不需这样做，因为在python中类的方法可以动态添加, 说白其实就是给类添加属性，只是它的属性恰好是个函数罢了。给实例添加属性可以用__new__方法，而给类添加属性就要依赖metaclass了。好了，我们来看怎样用metaclass来实现委托。

class DelegateMetaClass(type):
def __new__(cls, name, bases, attrs):
methods = attrs.pop('delegated_methods', ())
for m in methods:
def make_func(m):
def func(self, *args, **kwargs):
return getattr(self.delegate, m)(*args, **kwargs)
return func
attrs[m] = make_func(m)
return super(DelegateMetaClass, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)
class Delegate(object):
__metaclass__ = DelegateMetaClass
def __init__(self, delegate):
self.delegate = delegate

有了上面的，实现ImmutableList就很简单了，只需要继承Delegate，并定义需要委托的方法就好了：

class ImmutableList(Delegate):
delegated_methods = ( '__contains__', '__eq__', '__getitem__', '__getslice__',
'__str__', '__len__', 'index', 'count')

再实现ImmutableDict:

class ImmutableDict(Delegate):
delegated_methods = ('__contains__', '__getitem__', '__eq__', '__len__', '__str__',
'get', 'has_key', 'items', 'iteritems', 'iterkeys', 'itervalues', 'keys', 'values')

很简单吧！其实DelegateMetaClass还是很复杂的，尤其对于初学者理解起来很费劲，我可能下次会写点这方面的东西。顺便说下，django大量用到metaclass。