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9.19 在定义的时候初始化类的成员
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问题
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你想在类被定义的时候就初始化一部分类的成员，而不是要等到实例被创建后。


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解决方案
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在类定义时就执行初始化或设置操作是元类的一个典型应用场景。本质上讲，一个元类会在定义时被触发，
这时候你可以执行一些额外的操作。

下面是一个例子，利用这个思路来创建类似于 ``collections`` 模块中的命名元组的类：

.. code-block:: python

    import operator

    class StructTupleMeta(type):
        def __init__(cls, *args, **kwargs):
            super().__init__(*args, **kwargs)
            for n, name in enumerate(cls._fields):
                setattr(cls, name, property(operator.itemgetter(n)))

    class StructTuple(tuple, metaclass=StructTupleMeta):
        _fields = []
        def __new__(cls, *args):
            if len(args) != len(cls._fields):
                raise ValueError('{} arguments required'.format(len(cls._fields)))
            return super().__new__(cls,args)

这段代码可以用来定义简单的基于元组的数据结构，如下所示：

.. code-block:: python

    class Stock(StructTuple):
        _fields = ['name', 'shares', 'price']

    class Point(StructTuple):
        _fields = ['x', 'y']

下面演示它如何工作：

.. code-block:: python

    >>> s = Stock('ACME', 50, 91.1)
    >>> s
    ('ACME', 50, 91.1)
    >>> s[0]
    'ACME'
    >>> s.name
    'ACME'
    >>> s.shares * s.price
    4555.0
    >>> s.shares = 23
    Traceback (most recent call last):
        File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: can't set attribute
    >>>

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讨论
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这一小节中，类 ``StructTupleMeta`` 获取到类属性 ``_fields`` 中的属性名字列表，
然后将它们转换成相应的可访问特定元组槽的方法。函数 ``operator.itemgetter()`` 创建一个访问器函数，
然后 ``property()`` 函数将其转换成一个属性。

本节最难懂的部分是知道不同的初始化步骤是什么时候发生的。
``StructTupleMeta`` 中的 ``__init__()`` 方法只在每个类被定义时被调用一次。
``cls`` 参数就是那个被定义的类。实际上，上述代码使用了 ``_fields`` 类变量来保存新的被定义的类，
然后给它再添加一点新的东西。

``StructTuple`` 类作为一个普通的基类，供其他使用者来继承。
这个类中的 ``__new__()`` 方法用来构造新的实例。
这里使用 ``__new__()`` 并不是很常见，主要是因为我们要修改元组的调用签名，
使得我们可以像普通的实例调用那样创建实例。就像下面这样：

.. code-block:: python

    s = Stock('ACME', 50, 91.1) # OK
    s = Stock(('ACME', 50, 91.1)) # Error

跟 ``__init__()`` 不同的是，``__new__()`` 方法在实例被创建之前被触发。
由于元组是不可修改的，所以一旦它们被创建了就不可能对它做任何改变。而 ``__init__()`` 会在实例创建的最后被触发，
这样的话我们就可以做我们想做的了。这也是为什么 ``__new__()`` 方法已经被定义了。

尽管本节很短，还是需要你能仔细研读，深入思考Python类是如何被定义的，实例是如何被创建的，
还有就是元类和类的各个不同的方法究竟在什么时候被调用。

`PEP 422 <http://www.python.org/dev/peps/pep-0422>`_
提供了一个解决本节问题的另外一种方法。
但是，截止到我写这本书的时候，它还没被采纳和接受。
尽管如此，如果你使用的是Python 3.3或更高的版本，那么还是值得去看一下的。