python 描述符解析
JorgFries
8年前
<h2>什么是描述符</h2> <p>python描述符是一个“绑定行为”的对象属性,在描述符协议中,它可以通过方法重写属性的访问。这些方法有 __get__(), __set__(), 和__delete__()。如果这些方法中的任何一个被定义在一个对象中,这个对象就是一个描述符。</p> <h2>描述符的调用</h2> <p>描述符作为属性访问是被自动调用的。</p> <p>对于类属性描述符对象,使用type.__getattribute__,它能把Class.x转换成Class.__dict__[‘x’].__get__(None, Class)。</p> <p>对于实例属性描述符对象,使用object.__getattribute__,它能把object.x转换为type(object).__dict__[‘x’].__get__(object, type(object))。</p> <h2>描述符讲解</h2> <p>下面我们具体通过实例来详细说明描述符的使用</p> <p>先定义一个描述符</p> <pre> <code class="language-python">class RevealAccess(object): def __init__(self, initval=None, name='var'): self.val = initval self.name = name def __get__(self, obj, objtype): print 'Retrieving', self.name return self.val def __set__(self, obj, val): print 'Updating', self.name self.val = val </code></pre> <p>上面实现了__get__和__set__。所以这是一个描述符对象。而且是一个数据描述符对象,非数据描述符对象只实现__get__方法。这2者之间有一些区别,下面会讲到。</p> <p>再定义一个调用描述符对象的类</p> <pre> <code class="language-python">class MyClass(object): x = RevealAccess(10, 'var "x"') y = 5 printMyClass.x </code></pre> <p>访问 MyClass.x 输出</p> <pre> <code class="language-python">Retrievingvar "x" 10 </code></pre> <p>发现访问x会去调用描述符的__get__方法。这就达到了描述符的作用,可以改变对象属性的访问,使用描述符的方法。因为如果解析器发现x是一个描述符的话,其实在内部是通过type.__getattribute__(),它能把MyClass.x转换为 MyClass.__dict__[“x”].__get__(None,MyClass) 来访问。</p> <pre> <code class="language-python">printMyClass.__dict__["x"].__get__(None, MyClass) # 输出 Retrievingvar "x" 10 </code></pre> <p>描述符的对象定义为类属性,如果定义成对象属性会有什么不同吗?下面我们试验一下</p> <pre> <code class="language-python">class MyClass(object): x = RevealAccess(10, 'var "x"') def __init__(self): self.y = RevealAccess(11, 'var "y"') print type(MyClass.x) # 输出 """ Retrieving var "x" <type 'int'>; """ test = MyClass() print test.y # 输出 """ <__main__.RevealAccess object at 0x1004da410>; """ </code></pre> <p>从上面的输出,可以看到访问类属性的确调用了描述符的__get__方法,看到输出的结果是int类型。而调用实例属性并没有访问__get__方法。而是直接返回描述符的实例对象。之所以是这样是因为当访问一个实例描述符对象时,object.__getattribute__会将test.y转换为 type(test).__dict__[‘y’].__get__(test,type(test)) 。</p> <p>而MyClass类中没有“y”属性,所以无法访调用到_get__方法,这里会有一个判断的过程。但这个实例对象仍然是一个描述符对象。所以最好定义描述符对象为类属性。当然不是不可以定义为实例属性,请看下面</p> <p>当定义的类属性描述符对象和实例属性有相同的名字时</p> <pre> <code class="language-python">class MyClass(object): x = RevealAccess(10, 'var "x"') def__init__(self, x): self.x = x </code></pre> <p>然后调用</p> <pre> <code class="language-python">test = MyClass(100) printtest.x # 输出 """ Updating var "x" Retrieving var "x" 100 """ </code></pre> <p>可见依然调用了描述符的方法。按照常理,应该访问 test.__dict__[‘x’],然后是type(test).__dict__[‘x’]。由于我们定义了实例属性x。应该只输出100。可这里从输出结果看的的确确的访问了描述符的方法。那么这是为什么呢?</p> <p>其实这里主要是因为当python发现实例对象的字典中有与定义的描述符有相同名字的对象时,描述符优先,会覆盖掉实例属性。python会改写默认的行为,去调用描述符的方法来代替。我们可以输出类和实例对象的字典看看</p> <pre> <code class="language-python">test = MyClass(100) print test.__dict__ """ 输出 {} """ print MyClass.__dict__ """ 输出 {'__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'MyClass' objects>, 'x': <__main__.RevealAccess object at 0x1004da350>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'MyClass' objects>, '__doc__': None, '__init__': <function __init__ at 0x1004cce60>} """ </code></pre> <p>从输出中发现实例对象的字典中根本就没有x对象,即使我们在类中定义了self.x。而类的字典中则有x描述符对象。这主要就是因为描述符优先。</p> <p>上面我们定义的描述符有__get__和__set__2个方法,所以是一个数据描述符,非数据描述符只有一个__get__方法,通常用于方法。此外,非数据描述符的优先级低于实例属性。下面看一个例子,我们去掉__set__方法。</p> <pre> <code class="language-python">class RevealAccess(object): def __init__(self, initval=None, name='var'): self.val = initval self.name = name def __get__(self, obj, objtype): print 'Retrieving', self.name # self.val="test" return self.val # def __set__(self, obj, val): # print 'Updating', self.name # self.val = val class MyClass(object): x = RevealAccess(10, 'var "x"') def __init__(self, x): self.x = x test = MyClass(100) print test.x “”“ 100 “”“ print test.__dict__ “”“ {'x': 100} “”“ print MyClass.__dict__ “”“ {'__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'MyClass' objects>, 'x': <;__main__.RevealAccessobject at 0x1005da310>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'MyClass' objects>, '__doc__': None, '__init__': <function__init__at 0x1005ccd70>} “”“ print MyClass.x """ Retrieving var "x" 10 """ </code></pre> <p>从上面的输出,可以看出非数据描述符不会覆盖掉实例属性。而且优先级比实例属性低。这也是和数据描述符的一个区别。</p> <p>综上所述,对于描述符的调用有以下几点需要注意</p> <ol> <li>描述符被 <strong>getattribute</strong> 方法调用</li> <li>覆盖__getattribute__会让描述符无法自动调用</li> <li>描述符只适用于新式类,即继承object的类</li> <li>object . <strong>getattribute</strong> 和 type . <strong>getattribute</strong> 调用__get__方法不一样</li> <li>数据描述符优先于实例的字典,对于相同名字的会覆盖</li> <li>实例的字典优先于非数据描述符。但不会覆盖。</li> <li>对于数据描述符,python中property就是一个典型的应用。</li> </ol> <p>对于非数据描述符,其主要用于方法。如静态方法和类方法。看源码可以看到只实现了描述符协议中的__get__方法,而没有实现__set__和__del__。</p> <p>如下面这样模拟静态方法</p> <pre> <code class="language-python">class StaticMethod(object): def__init__(self, f): self.f = f def__get__(self, obj, objtype=None): return self.f class MyClass(object): @StaticMethod defget_x(x): print("static") return x printMyClass.get_x(100) """ static 100 “”“ </code></pre> <p>调用MyClass.get_x(100)相当于</p> <pre> <code class="language-python">MyClass.__dict__["get_x"].__get__(None, MyClass)(100) </code></pre> <p>我们知道在python中,一切皆是对象。每一个定义的方法其实都是一个对象。在这里我们可以通过dir()查看每一个方法里的属性和方法。看下面</p> <pre> <code class="language-python">class Desc(object): deftest1(self): print("test1") deftest2(): print("test2") print(dir(test2)) """输出太长不贴了,但从输出中可以看到有__get__""" print(dir(Desc.test1)) """ ['__call__', '__class__', '__cmp__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__func__', '__get__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__self__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'im_class', 'im_func', 'im_self'] """ </code></pre> <p>从dir的输出,可以看到,每个方法对象都包含一个__get__方法。因此可以说每一个方法都是一个非数据描述符。通常我们通过点操作符调用方法时,内部都是调用这个__get__方法。</p> <p> </p> <p>来自:http://python.jobbole.com/86953/</p> <p> </p>