面试题：Python元类中类方法和静态方法的应用

实现思路

动态创建类：
- 使用元类的__new__方法，该方法在类创建时被调用。在__new__方法中，可以根据传入的参数动态地定义类的属性和方法。
- 类方法可以作为元类中创建类的辅助方法，因为类方法可以访问类本身（cls），方便在类创建过程中进行与类相关的操作。
控制类的实例化过程：
- 元类的__call__方法在类实例化时被调用。通过在__call__方法中添加逻辑，可以控制实例化的过程，例如单例模式的实现。
- 静态方法可以作为工具方法，为__call__方法提供辅助功能，比如验证参数等，由于静态方法不依赖于类或实例的状态，所以可以独立地完成一些通用的功能。

代码示例

class MetaClass(type):
    def __new__(mcs, name, bases, attrs):
        # 动态添加一个类方法
        def class_method(cls):
            return f"This is a class method of {cls.__name__}"
        attrs['class_method'] = classmethod(class_method)

        # 动态添加一个静态方法
        def static_method():
            return "This is a static method"
        attrs['static_method'] = staticmethod(static_method)

        return super().__new__(mcs, name, bases, attrs)

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = super().__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instance


class MyClass(metaclass = MetaClass):
    def __init__(self, value):
        self.value = value

代码解释

元类定义：
- MetaClass：继承自type，是自定义的元类。
- __new__方法：
  - 参数：mcs代表元类自身（类似self对于普通类），name是要创建的类的名称，bases是要创建的类的基类元组，attrs是要创建的类的属性字典。
  - 在__new__方法中，定义了一个类方法class_method和一个静态方法static_method，并将它们添加到attrs字典中。
  - 最后通过super().__new__创建并返回新的类对象。
- __call__方法：
  - 该方法控制类的实例化过程。它实现了单例模式，即如果类没有_instance属性，就创建一个新的实例，否则返回已有的实例。
使用元类的类定义：
- MyClass：使用MetaClass作为元类。它有一个__init__方法，接受一个value参数并赋值给实例属性self.value。

使用示例

obj1 = MyClass(10)
obj2 = MyClass(20)
print(obj1 is obj2)  # 输出True，因为是单例
print(obj1.class_method())  
print(MyClass.static_method())

在上述使用示例中，首先创建了两个MyClass的实例obj1和obj2，由于单例模式，它们是同一个对象。然后调用了动态添加的类方法和静态方法。

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