在Python面试中，metaclass和猴子补丁是高频问题。以下是它们的详细解析：

1. Metaclass的作用及应用场景

作用

• Metaclass（元类）是类的类，用于控制类的创建行为。所有类默认由type元类创建。
• 通过自定义metaclass，可以干预类的生成过程，例如动态添加属性、方法，或修改类的定义。

工作机制

• 当定义一个类时，Python会查找其metaclass（显式指定或继承自父类），并调用其__new__和__init__方法创建类对象。
• 示例：一个metaclass自动添加属性：

python

class MyMeta(type):

def __new__(cls, name, bases, dct):

dct['added_attr'] = "来自元类的属性"

return super().__new__(cls, name, bases, dct)

class MyClass(metaclass=MyMeta):

pass

obj = MyClass()

print(obj.added_attr) # 输出：来自元类的属性

应用场景

1. 框架设计：如Django ORM通过metaclass将模型类字段映射到数据库列。
2. 单例模式：控制类的实例化过程，确保全局唯一实例。
3. 接口约束：强制子类实现特定方法（类似抽象基类）。
4. 动态生成类：根据配置或数据动态创建类结构。

注意事项

• Metaclass会增加代码复杂度，优先考虑装饰器或继承实现类似功能。

2. 猴子补丁（Monkey Patch）

定义

• 运行时动态修改代码，例如替换类的方法、模块的函数或属性，无需修改源代码。

应用场景

1. 热修复：临时修复第三方库的Bug，无需等待官方更新。
2. 测试Mock：替换外部依赖（如网络请求）为模拟对象。
3. 功能扩展：为现有类添加新方法或属性。
4. 库的适配：如gevent通过猴子补丁替换标准库的阻塞IO为协程实现。

示例

python

class Original:

def method(self):

return "原始方法"

def patched_method(self):

return "打补丁后的方法"

# 应用猴子补丁

Original.method = patched_method

obj = Original()

print(obj.method()) # 输出：打补丁后的方法

风险

• 全局影响：修改可能影响其他依赖该代码的部分。
• 兼容性问题：若原代码结构变更，补丁可能失效。
• 可维护性：代码行为隐式改变，增加调试难度。

总结

• Metaclass：用于类的创建阶段，适合框架级的高级定制。
• 猴子补丁：用于运行时动态修改，灵活但需谨慎使用。