面试题：Python元编程之高级难度：实现自定义元类控制属性访问

Question

编写一个Python元类，使得通过该元类创建的类，其所有属性在被访问时，先打印一条日志信息，表明属性被访问了，然后再返回属性值。请给出完整的代码实现，并解释代码的工作原理。

Answer 1

class LoggingMeta(type):
    def __new__(mcls, name, bases, attrs):
        def new_getattribute(self, attr):
            print(f"访问属性: {attr}")
            return super().__getattribute__(attr)
        attrs['__getattribute__'] = new_getattribute
        return super().__new__(mcls, name, bases, attrs)


class MyClass(metaclass=LoggingMeta):
    def __init__(self):
        self.value = 42


obj = MyClass()
print(obj.value)

代码工作原理解释：

1. 定义元类 LoggingMeta：
   • __new__ 方法是元类中用于创建类对象的方法。它接收元类自身（mcls）、类名（name）、基类元组（bases）和类属性字典（attrs）作为参数。
   • 在 __new__ 方法中，定义了一个新的 __getattribute__ 方法。这个新方法会在每次访问对象的属性时被调用。它首先打印日志信息，表明哪个属性被访问了，然后通过 super().__getattribute__(attr) 调用原始的 __getattribute__ 方法来获取属性值。
   • 将新的 __getattribute__ 方法添加到类属性字典 attrs 中。
   • 最后，通过调用 super().__new__(mcls, name, bases, attrs) 创建并返回新的类对象。
2. 定义使用元类的类 MyClass：
   • MyClass 使用 LoggingMeta 作为元类，通过 metaclass=LoggingMeta 声明。
   • MyClass 有一个简单的构造函数 __init__，初始化了一个属性 value。
3. 创建对象并访问属性：
   • 创建 MyClass 的实例 obj。
   • 当访问 obj.value 时，由于 MyClass 是由 LoggingMeta 元类创建的，会调用新定义的 __getattribute__ 方法，先打印日志，然后返回属性值。