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。 我很困惑isinstance()方法在处理子类时似乎具有传递行为，但在处理元类时没有。

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)对于X等于A 、 B或C是真的。

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

也就是说， MyClass是MetaDataElement元类的实例，而my_instance是MyClass类的实例，但不是MetaDataElement的实例。

我的解释正确吗？ 对此有简单的解释吗？

Answer 1

令人困惑的是MyClass不是DataElementBase的“实例”。 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”类的实例会发生什么一样：

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”。 所以，如果你问它是否是 DataElementBase 的子类，你会得到 True：

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

类基作为调用type.__new__的第三个参数传递。

所以，换句话说：“元类”是“用来构建类的类”，它与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。

一旦你理解了这一点，你就会注意到“isinstance”和“issubclass”的行为在“非元”类及其实例、“元类”和通过它们创建的类之间是相同的。

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在一个无关的通知中，尽管您的代码按__new__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、基类、命名空间和可选的关键字参数。

您编写它的方式，将您的元类与此签名分开，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。 它不能用作元类，从class语句及其主体创建新类 - 在这种情况下，Python 使用type.__new__使用的参数调用元类。

Answer 2

isinstance的基本目的是检查对象是否可以使用接口。 例如，（类型对象） DataElementBase的接口可能包括它具有value属性。 事实上， my_instance.value是 4.55。

（类型对象） MetaDataElement的接口是它是一个类，除其他外，它继承自DataElementBase 。 my_instance是这样的类吗？ 不; 它甚至不像类那样可调用。 它是这样一个类的对象，但是isinstance(my_interface, MetaDataElement)会暗示它是这样一个类。