Python Metaclass’larına Giriş

Özel Metaclass Oluşturma

Python’da sınıf oluşturma sürecini, sınıf tanımında metaclass anahtar sözcüğünü geçirerek özelleştirebiliriz. Bu, bu anahtar sözcüğü zaten geçirmiş bir sınıftan miras alınarak da yapılabilir.

class MyMeta(type):
    pass

class MyClass(metaclass=MyMeta):
    pass

class MySubclass(MyClass):
    pass
Altyapı:

Aşağıda MyMeta sınıfının türünün type olduğunu ve MyClass ile MySubClass’ın türünün MyMeta olduğunu görebiliriz.

print(type(MyMeta))
print(type(MyClass))
print(type(MySubclass))
Altyapı:

<class 'type'>
<class '__main__.MyMeta'>
<class '__main__.MyMeta'>
Altyapı:

Bir sınıf tanımlanırken herhangi bir metaclass belirtilmemişse, varsayılan type metaclass’ı kullanılır. Bir metaclass verilmişse ve type()’ın bir örneği değilse, doğrudan metaclass olarak kullanılır.

__new__ ve __init__

Metaclass’lar aşağıda gösterilen iki yoldan biriyle de tanımlanabilir. Aralarındaki farkı aşağıda açıklayacağız.

class MetaOne(type):
    def __new__(cls, name, bases, dict):
        pass

class MetaTwo(type):
    def __init__(self, name, bases, dict):
        pass
Altyapı:

__new__, sınıf oluşturulmadan önce dict veya bases demetlerini tanımlamak istediğinizde kullanılır. __new__’ün dönüş değeri genellikle cls’in bir örneğidir. __new__, değiştirilemeyen türlerin alt sınıflarının örnek oluşturmayı özelleştirmesine olanak tanır. Sınıf oluşturmayı özelleştirmek için özel metaclass’larda geçersiz kılınabilir. __init__ ise genellikle nesne oluşturulduktan sonra onu başlatmak için çağrılır.

Metaclass __call__ yöntemi

Resmi belgelere göre, sınıf çağrıldığında özel davranışa izin veren özel bir __call__() yöntemi metaclass’ta tanımlanarak diğer sınıf yöntemleri de geçersiz kılınabilir.

Metaclass __prepare__ yöntemi

Python’un veri modeli belgelerine göre

Uygun metaclass belirlendikten sonra sınıf ad alanı hazırlanır. Metaclass’ın bir __prepare__ özniteliği varsa, sınıf tanımından gelen ek anahtar sözcük argümanlarıyla birlikte namespace = metaclass.__prepare__(name, bases, **kwds) olarak çağrılır. Metaclass’ın bir __prepare__ özniteliği yoksa, sınıf ad alanı boş, sıralı bir eşlem olarak başlatılır. - docs.python.org

Bir Metaclass kullanarak Singleton Tasarımı

Bu, bir sınıfın örneklenmesini yalnızca bir nesneyle sınırlandıran bir tasarım desenidir. Örneğin veritabanına bağlanmak için bir sınıf tasarlarken faydalı olabilir. Bağlantı sınıfının yalnızca tek bir örneğine sahip olmak isteyebilirsiniz.

class SingletonMeta(type):
    _instances = {}
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super(SingletonMeta,cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]

class SingletonClass(metaclass=SingletonMeta):
    pass
Altyapı:

Sonuç

Bu yazıda, metaclass’ların ne olduğunu ve Python programlamamızda onları nasıl uygulayabileceğimizi öğrendik. Metaclass’lar; günlükleme, sınıfların oluşturulma anında kaydedilmesi ve profilleme gibi alanlarda uygulanabilir. Oldukça soyut kavramlar gibi görünüyorlar ve bunlara gerçekten ihtiyacınız olup olmadığını merak ediyor olabilirsiniz. Uzun yıllardır Python kullanan Tim Peters bu soruyu en iyi şekilde yanıtlıyor.

"Metaclass’lar, kullanıcıların %99’unun asla dert etmemesi gereken daha derin büyülerdir. Onlara ihtiyacınız olup olmadığını merak ediyorsanız, yoktur (onlara gerçekten ihtiyaç duyanlar buna kesin olarak emindir ve nedenine dair bir açıklamaya ihtiyaç duymazlar).” - realpython

Python hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, DataCamp’in Python Programlama beceri yoluna başlayın ve Python Sınıfları Eğitimimize göz atın.

Kaynaklar

Birinci bağlantı

İkinci bağlantı