Modeling a Class with a Metaclass

Bu örnekte bir metaclass iki şeyi otomatik olarak yapıyor: __annotations__’dan __slots__ üretiyor ve örnek oluşturulurken alanların varlığını ve tipini doğruluyor. dataclass benzeri ama sıfırdan yazılmış, metaclass mekanizmasını açıkça gösteren bir yapı:

class Meta(type):
    def __new__(mcs, name, bases, namespace, **kwargs):
        if not [base for base in bases if isinstance(base, mcs)]:
            return super().__new__(mcs, name, bases, namespace, **kwargs)

        annotations = namespace.get('__annotations__', {})
        namespace["__slots__"] = tuple(annotations.keys())  # auto __slots__

        return super().__new__(mcs, name, bases, namespace, **kwargs)

    def __call__(cls, **kwargs):
        for field_name, field_type in cls.__annotations__.items():
            if field_name not in kwargs:
                raise ValueError(f"Missing field {field_name}")
            else:
                assert isinstance(kwargs[field_name], field_type), f"Field {field_name} must be of type {field_type}"

        for field_name, field_value in kwargs.items():
            if field_name not in cls.__annotations__:
                raise ValueError(f"Unknown field {field_name}")

        return super().__call__(**kwargs)

class BaseModel(metaclass=Meta):
    def __init__(self, **kwargs):
        for field_name, field_value in kwargs.items():
            setattr(self, field_name, field_value)

class Account(BaseModel):
    first_name: str
    last_name: str
    username: str

account = Account(first_name="Hakan", last_name="Çelik", username="hakancelik")

assert account.__slots__ == ("first_name", "last_name", "username")
assert account.__dict__ == {}

assert account.first_name == "Hakan"
assert account.last_name == "Çelik"
assert account.username == "hakancelik"

# Account(first_name="Hakan", last_name="Çelik", username=1)

Meta.__new__ — Otomatik __slots__

__new__ sınıf oluşturulurken çalışır. not [base for base in bases if isinstance(base, mcs)] koşulu BaseModel’in kendisini atlar (onun hiçbir base’i Meta örneği değildir); yalnızca alt sınıflar (Account gibi) işlenir.

__annotations__ sözlüğündeki alan adları alınıp __slots__ olarak atanır:

namespace["__slots__"] = ("first_name", "last_name", "username")

__slots__ tanımlandığında Python __dict__ oluşturmaz — bu bellek tasarrufu sağlar ve account.__dict__ == {} assertion’ını geçerli kılar.

Meta.__call__ — Tip Doğrulama

Account(...) çağrısında, super().__call__() çağrılmadan önce iki kontrol yapılır:

1. Her zorunlu alan verilmiş mi? (Missing field)
2. Her alanın tipi doğru mu? (isinstance(value, type))
3. Bilinmeyen bir alan verilmiş mi? (Unknown field)

Son satırdaki yorum Account(username=1) çağrısının AssertionError fırlattığını gösteriyor: username bir int, ama str bekleniyor.

BaseModel.__init__

super().__call__(**kwargs) sonunda BaseModel.__init__ çalışır ve doğrulanmış kwargs’ı setattr ile alanlara yazar. __slots__ tanımlı olduğundan setattr yalnızca izin verilen alanlara yazar.