メタクラスにおける__new__()の返り値はtype型、object型のどちらですか。

#####はじめに
pythonを勉強中のものです。
メタクラスの動作がよくわかりません。
不明点を以下にまとめました。
ご教示いただけますと嬉しいです。

#####不明点
0. メタクラスは typeを明記して継承しなければいけないそうですががなぜですか。objectを明記して継承させる場合や、何も明記しない場合とどこが違うのでしょうか。
＊明記... class A(type): の(type)のこと

type型とobject型の違い（どちらがどちらのスーパークラスか）もよくわかりません。全ての型がtype型のサブクラスだということは知っています。
b.bの値をインスタンス作成時の任意値にしたいのですがどうすればいいですか。

インスタンス作成、b = B(任意値）とした時b.b = 任意値としたいです。以下のコードだとエラーとなってしまいます。

Python
1TypeError: B() takes no arguments

メタクラスの勉強をしているのでclass Bのメタクラスは必ずclass Aでお願いします。

前提のコード

Python
1class A(type):
2    def __new__(cls, *args):
3        print("Called A's __new__!")
4        _s = type.__new__(cls, *args)
5        _s.a = "This is A's attr"
6        return _s
7    def __init__(self, *args):
8        print("Called A's __init__!")
9        self.b = args[1]
10
11class B(metaclass=A):
12    pass
13
14
15b = B()
16print(b.a,b.b, sep="\n")

quickquip

2019/06/21 13:25

初心者マークは外した方がいいんじゃないでしょうか? （Pythonの中でもとりわけ難しい話題でしょう）

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

メタクラスは typeを明記して継承しなければいけないそうですががなぜですか。objectを明記して継承させる場合や、何も明記しない場合とどこが違うのでしょうか。

＊明記... class A(type): の(type)のこと

よくある普通のクラスはtypeのインスタンスです。typeを継承するとメタクラスが作れます。class B(metaclass=A):のような記述は、BクラスそのものをAのインスタンスとして作りますよ、ということを表します。

python
1>>> class Hoge:
2...     pass
3...
4>>> class Fuga(type):
5...     pass
6...
7>>> class Piyo(metaclass=Fuga):
8...     pass
9...
10>>> type(Hoge)
11<class 'type'>
12>>> type(Fuga)
13<class 'type'>
14>>> type(Piyo)
15<class '__main__.Fuga'>

Piyoだけ型が違いますね。これがメタクラスの機能です。

type型とobject型の違い（どちらがどちらのスーパークラスか）もよくわかりません。全ての型がtype型のサブクラスだということは知っています。

objectがpython3の世界の最上位クラスです。typeもobjectのサブクラスです。

python
1>>> object.__bases__
2()
3>>> type.__bases__
4(<class 'object'>,)

でも、これは約束事だし、知っておいてもそんなにメリットはないかもしれません。

b.bの値をインスタンス作成時の任意値にしたいのですがどうすればいいですか。

インスタンス作成、b = B(任意値）とした時b.b = 任意値としたいです。以下のコードだとエラーとなってしまいます。

まずメタクラスはあくまでもクラスの拡張ですから、

python
1class A(type):
2    def __new__(cls, *args):
3        print("Called A's __new__!")
4        _s = type.__new__(cls, *args)
5        _s.a = "This is A's attr"
6        return _s
7    def __init__(self, *args):
8        print("Called A's __init__!")
9        self.b = args[1]
10
11print("def B")
12class B(metaclass=A):
13    pass
14print("end of def B")
15
16b = B()
17print(b.a,b.b, sep="\n")
18""" =>
19def B
20Called A's __new__!
21Called A's __init__!
22end of def B
23This is A's attr
24()
25"""

という動作になることを理解しておかないといけないのです。Aの__init__で行っている操作というのは、たとえば

python
1class A(type):
2    def __new__(cls, *args):
3        print("Called A's __new__!")
4        _s = type.__new__(cls, *args)
5        _s.a = "This is A's attr"
6        return _s
7    def __init__(self, *args):
8        print("Called A's __init__!")
9        self.b = args[1]
10        
11class B(int, metaclass=A):
12    pass
13
14b = B()
15print(b.a,b.b, sep="\n")
16""" =>
17Called A's __new__!
18Called A's __init__!
19This is A's attr
20(<class 'int'>,)
21"""

こういう操作を可能にする（ここではBの定義時に引数を受け取っている）、ということなのです。どの段階で何を受け取るのかを注意してください。

質問文のやりたいことはインスタンスをいじりたいということなので、たぶん普通のクラスの継承でやった方がいいのですが。どうしてもやるなら、

python
1class A(type):
2    def __init__(self, *args):
3        def init(self, arg):
4            self.b = arg
5        self.__init__ = init
6    
7class B(metaclass=A):
8    pass
9
10b = B("hoge")
11print(b.b) # => hoge