如何在调用type函数时指定metaclass，解决Python元类冲突问题？

问题场景 #

定义继承自B和C的类A时，触发元类冲突错误：

>>> class A(B, C):
...   pass
...
TypeError: metaclass conflict: the metaclass of a derived class must be a (non-strict) subclass of the metaclasses of all its bases

在类定义语句中，通过自定义merged函数生成合并元类可解决该问题：

def merged(*parents):
  return type("meta", tuple(type(p) for p in parents), {})

class A(B, C, metaclass=merged(B, C)):
  pass

但使用type()三参数形式创建类时，传入metaclass关键字参数仍触发相同错误：

def merged(*parents):
    return type("meta", tuple(type(p) for p in parents), {})
# 错误写法
A = type("A", (B, C), {}, metaclass=merged(B, C))

错误原因 #

根据Python官方文档说明：

三参数形式的type函数接收的关键字参数，会以类定义中除metaclass外的关键字参数相同的方式，传递给对应的元类机制（通常是__init_subclass__()）。

也就是说，type()的关键字参数并非用来指定元类，它的默认元类是type本身；而类定义中的metaclass参数是直接指定创建类的元类，二者逻辑不同。

正确解法 #

要通过type()实现和类定义语句等价的效果，需直接使用合并后的元类来创建新类，有两种简洁写法：

写法一：先获取合并元类再创建类 #

def merged(*parents):
    return type("meta", tuple(type(p) for p in parents), {})

# 生成合并后的元类
Meta = merged(B, C)
# 用该元类创建类A
A = Meta("A", (B, C), {})

写法二：链式调用合并元类 #

def merged(*parents):
    return type("meta", tuple(type(p) for p in parents), {})

# 直接调用合并后的元类创建类A，等价于class定义语句
A = merged(B, C)("A", (B, C), {})

原理说明 #

Python类定义语句class A(B, C, metaclass=Meta): ...的底层逻辑是：指定Meta作为元类，调用Meta的__new__和__init__方法生成类对象。而type(name, bases, dict, **kwds)的逻辑是默认用type作为元类，将关键字参数传递给元类的子类初始化机制，而非指定元类本身。因此必须直接调用目标元类来创建新类。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Robin De Schepper