在Python编程中，子类继承父类是为了复用代码和扩展功能。有时，我们希望在子类中能够直接访问父类的类成员，即类变量或类方法，而无需通过实例化对象或使用`super()`函数。本文将探讨如何在Python中实现这一目标，并提供一个利用元类（metaclass）的解决方案。
让我们回顾一下问题背景。有一个`Config`类，其中定义了一个类变量`BASE_DIR`，然后有一个`TestConfig`类继承自`Config`，并添加了一个类变量`DATA_DIR`，`DATA_DIR`依赖于`Config.BASE_DIR`。在初始尝试中，作者直接引用了父类`Config`来访问`BASE_DIR`，但希望能有一种更灵活的方式。
在Python中，通常有两种方法访问父类的类成员：
1. 直接引用父类名：如`Config.BASE_DIR`。这种方法简单明了，但如果类层次结构复杂，可能会导致代码耦合度过高。
2. 使用`super()`函数：`super(TestConfig, self).__getattribute__('BASE_DIR')`。然而，`super()`主要用于调用方法，且需要实例化对象，对于类变量并不适用。
在寻找其他方法时，作者找到了两种不太适合当前场景的方案：
1. 在子类方法中使用`super()`，但这在类成员变量中不常见，因为类成员不依赖于实例。
2. 通过`__bases__`属性访问父类，但这种方式在子类内部执行时，可能会遇到`NameError`，因为子类还未完全定义。
为了解决这个问题，我们可以利用Python的元类机制。元类是控制类创建的类，它允许我们在类定义时进行干预。这里，我们定义了一个名为`M`的元类，它重写了`__prepare__`和`__new__`方法。
- `__prepare__`方法在类定义开始时执行，用于构建类的命名空间。在这个例子中，它遍历所有基类的`__dict__`，将非私有的（不以`_`开头的）类变量复制到新的命名空间中。
- `__new__`方法在类定义结束时执行，用于创建实际的类对象。在这里，它删除了新命名空间中与基类相同的非私有类变量，确保子类的类变量不会覆盖父类的。
通过使用这个元类，我们可以在子类`TestConfig`中直接访问`BASE_DIR`，无需显式引用父类`Config`。例如，`TestConfig.DATA_DIR`将返回`'/tmp\data'`，并且在`TestConfig.__dict__`中，我们只看到子类自己的`DATA_DIR`，而`BASE_DIR`已被正确地继承并隐藏在后台。
总结起来，Python中子类获取父类的类成员方法可以通过元类实现，这使得子类在定义时就能访问到父类的所有非私有类变量，而不需要实例化对象或直接引用父类。这种做法增加了代码的灵活性，同时也保持了类层次结构的清晰。当然，使用元类需要谨慎，因为它涉及到对Python类创建过程的深入理解，且过度使用可能导致代码难以理解和维护。在大多数情况下，直接引用父类或使用`super()`已经足够，但在特定场景下，元类能提供更高级的控制。
