如何将缓存实例的元类用作其子类的__metaclass__？

首先先把你给出的元类代码补全（看起来最后一行有点截断），完整的可运行版本大概是这样：

class _CachingMeta(type):
    __cache__ = {}
    def __init__(self, n, b, d):
        # 这里可以添加你的自定义初始化逻辑
        super(_CachingMeta, self).__init__(n, b, d)
    
    def __call__(cls, *a, **kw):
        # 生成缓存键，注意参数必须是可哈希的
        key = frozenset((cls, frozenset(a), frozenset(kw.items())))
        if key not in _CachingMeta.__cache__:
            _CachingMeta.__cache__[key] = super(_CachingMeta, cls).__call__(*a, **kw)
        return _CachingMeta.__cache__[key]

接下来分Python版本说明如何将这个元类应用到子类上：

Python 3 写法 #

在Python 3中，指定元类最直接的方式是在类定义时使用metaclass关键字参数：

class MyCachedClass(metaclass=_CachingMeta):
    def __init__(self, value):
        self.value = value

# 测试缓存效果
obj1 = MyCachedClass(10)
obj2 = MyCachedClass(10)
print(obj1 is obj2)  # 输出 True，说明是同一个实例

Python 2 写法 #

在Python 2中，需要在类内部定义__metaclass__属性：

class MyCachedClass:
    __metaclass__ = _CachingMeta
    def __init__(self, value):
        self.value = value

# 测试缓存效果
obj1 = MyCachedClass(10)
obj2 = MyCachedClass(10)
print(obj1 is obj2)  # 输出 True

补充说明 #

• 你的元类通过重写__call__方法拦截了类的实例化过程，只有当对应的缓存键不存在时才会创建新实例，否则直接返回缓存中的实例。
• 注意缓存键使用了frozenset，这要求你的位置参数*a和关键字参数**kw中的所有元素都必须是可哈希类型（比如不能是列表、字典这类可变且不可哈希的对象），否则会抛出TypeError。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dr-igor