流暢的python第十九章元編程學習記錄

在 Python 中，數據的屬性和處理數據的方法統稱屬性（attribute）。其實，方法只是可調
用的屬性。除了這兩者以外，咱們還能夠建立特性（property），在不改變類接口的前提
下，使用存取方法（即讀值方法和設值方法）修改數據屬性

除了特性，Python 還提供了豐富的 API，用於控制屬性的訪問權限，以及實現動態屬性。
使用點號訪問屬性時（如 obj.attr），Python 解釋器會調用特殊的方法（如
__getattr__ 和 __setattr__）計算屬性

 

使用 __new__ 方法以靈活的方式建立對象
咱們一般把 __init__ 稱爲構造方法，這是從其餘語言借鑑過來的術語。其實，用於構建
實例的是特殊方法 __new__：這是個類方法（使用特殊方式處理，所以沒必要使用
@classmethod 裝飾器），必須返回一個實例。返回的實例會做爲第一個參數（即
self）傳給 __init__ 方法。由於調用 __init__ 方法時要傳入實例，並且禁止返回任何
值，因此 __init__ 方法實際上是「初始化方法」。真正的構造方法是 __new__。咱們幾乎不
須要本身編寫 __new__ 方法，由於從 object 類繼承的實現已經足夠了。

建立可讀寫特性

class LineItem:

    def __init__(self, description, weight, price):
        self.description = description
        self.weight = weight
        self.price = price

    def subtotal(self):
        return self.weight * self.price

    @property
    def weight(self):
        return self.__weight

    @weight.setter
    def weight(self, value):
        if value > 0:
            self.__weight = value
        else:
            raise ValueError('value must be > 0')

去除重複的方法是抽象。抽象特性的定義有兩種
方式：使用特性工廠函數，或者使用描述符類。後者更靈活

雖然內置的 property 常常用做裝飾器，但它實際上是一個類。在 Python 中，函數和類通
常能夠互換，由於兩者都是可調用的對象，並且沒有實例化對象的 new 運算符，因此調
用構造方法與調用工廠函數沒有區別。此外，只要能返回新的可調用對象，代替被裝飾的
函數，兩者均可以用做裝飾器。

不適用property裝飾器的例子，經典的調用

class LineItem:

    def __init__(self, description, weight, price):
        self.description = description
        self.weight = weight
        self.price = price

    def subtotal(self):
        return self.weight * self.price

    def get_weight(self):
        return self.__weight

    def set_weight(self, value):
        if value > 0:
            self.__weight = value
        else:
            raise ValueError('value must be > 0')

    weight = property(get_weight, set_weight)

某些狀況下，這種經典形式比裝飾器句法好；稍後討論的特性工廠函數就是一例。可是，
在方法衆多的類定義體中使用裝飾器的話，一眼就能看出哪些是讀值方法，哪些是設值方
法，而不用按照慣例，在方法名的前面加上 get 和 set。

本節的主要觀點是，obj.attr 這樣的表達式不會從 obj 開始尋找 attr，而是從
obj.__class__ 開始，並且，僅當類中沒有名爲 attr 的特性時，Python 纔會在 obj 實
例中尋找。這條規則不只適用於特性，還適用於一整類描述符——覆蓋型描述符

先尋找類屬性，在尋找實例屬性

若是使用經典調用句法，爲 property 對象設置文檔字符串的方法是傳入 doc 參數：

weight = property(get_weight, set_weight, doc='weight in kilograms')

使用裝飾器建立 property 對象時，讀值方法（有 @property 裝飾器的方法）的文檔字
符串做爲一個總體，變成特性的文檔

建立特性工廠函數

def quantity(storage_name):

    def qty_getter(instance):
        return instance.__dict__[storage_name]

    def qty_setter(instance, value):
        if value > 0:
            instance.__dict__[storage_name] = value
        else:
            raise ValueError('value must be > 0')

    return property(qty_getter, qty_setter)


class LineItem:
    weight = quantity('weight')
    price = quantity('price')

    def __init__(self, description, weight, price):
        self.description = description
        self.weight = weight
        self.price = price

    def subtotal(self):
        return self.weight * self.price

在真實的系統中，分散在多個類中的多個字段可能要作一樣的驗證，此時最好把
quantity 工廠函數放在實用工具模塊中，以便重複使用。最終可能要重構那個簡單的工
廠函數，改爲更易擴展的描述符類，而後使用專門的子類執行不一樣的驗證。

處理屬性刪除操做

class BlackKnight:

    def __init__(self):
        self.members = ['an arm', 'another arm', 'a leg', 'another leg']
        self.phrases = ["It's but a scratch.",
                        "It's just a flesh wound.",
                        "I'm invincible!",
                        "All right, we'll call it a draw"]

    @property
    def member(self):
        print('next member is:')
        return self.members[0]

    @member.deleter
    def member(self):
        text = 'BLACK KNIGHT (loses {})\n -- {}'
        print(text.format(self.members.pop(0), self.phrases.pop(0)))

影響屬性處理方式的特殊屬性
後面幾節中的不少函數和特殊方法，其行爲受下述 3 個特殊屬性的影響。
__class__
　　對象所屬類的引用（即 obj.__class__ 與 type(obj) 的做用相同）。Python 的某些
特殊方法，例如 __getattr__，只在對象的類中尋找，而不在實例中尋找。
__dict__
　　一個映射，存儲對象或類的可寫屬性。有 __dict__ 屬性的對象，任什麼時候候都能隨意
設置新屬性。若是類有 __slots__ 屬性，它的實例可能沒有 __dict__ 屬性。參見下面
對 __slots__ 屬性的說明。
__slots__
　　類能夠定義這個這屬性，限制實例能有哪些屬性。__slots__ 屬性的值是一個字符
串組成的元組，指明容許有的屬性。 若是 __slots__ 中沒有 '__dict__'，那麼該類
的實例沒有 __dict__ 屬性，實例只容許有指定名稱的屬性。

dir([object])
　　列出對象的大多數屬性。官方文檔
（https://docs.python.org/3/library/functions.html#dir）說，dir 函數的目的是交互式使用，
所以沒有提供完整的屬性列表，只列出一組「重要的」屬性名。dir 函數能審查有或沒有
__dict__ 屬性的對象。dir 函數不會列出 __dict__ 屬性自己，但會列出其中的
鍵。dir 函數也不會列出類的幾個特殊屬性，例如 __mro__、__bases__ 和 __name__。
若是沒有指定可選的 object 參數，dir 函數會列出當前做用域中的名稱。
getattr(object, name[, default])
　　從 object 對象中獲取 name 字符串對應的屬性。獲取的屬性可能來自對象所屬的類

或超類。若是沒有指定的屬性，getattr 函數拋出 AttributeError 異常，或者返回
default 參數的值（若是設定了這個參數的話）。
hasattr(object, name)
　　若是 object 對象中存在指定的屬性，或者能以某種方式（例如繼承）經過 object
對象獲取指定的屬性，返回 True。文檔
（https://docs.python.org/3/library/functions.html#hasattr）說道：「這個函數的實現方法是調
用 getattr(object, name) 函數，看看是否拋出 AttributeError 異常。」
setattr(object, name, value)
　　把 object 對象指定屬性的值設爲 value，前提是 object 對象能接受那個值。這個
函數可能會建立一個新屬性，或者覆蓋現有的屬性。
vars([object])
　　返回 object 對象的 __dict__ 屬性；若是實例所屬的類定義了 __slots__ 屬性，
實例沒有 __dict__ 屬性，那麼 vars 函數不能處理那個實例（相反，dir 函數能處理這
樣的實例）。若是沒有指定參數，那麼 vars() 函數的做用與 locals() 函數同樣：返回
表示本地做用域的字典。

使用點號或內置的 getattr、hasattr 和 setattr 函數存取屬性都會觸發下述列表中相
應的特殊方法。可是，直接經過實例的 __dict__ 屬性讀寫屬性不會觸發這些特殊方法
——若是須要，一般會使用這種方式跳過特殊方法。

不論是使用點號存取屬性，仍是使用 19.6.2 節列出的某個內置函數，都會觸發下述特殊方
法中的一個。例如，obj.attr 和 getattr(obj, 'attr', 42) 都會觸發
Class.__getattribute__(obj, 'attr') 方法。
__delattr__(self, name)

只要使用 del 語句刪除屬性，就會調用這個方法。例如，del obj.attr 語句觸發
Class.__delattr__(obj, 'attr') 方法。
__dir__(self)
　　把對象傳給 dir 函數時調用，列出屬性。例如，dir(obj) 觸發
Class.__dir__(obj) 方法。
__getattr__(self, name)
　　僅當獲取指定的屬性失敗，搜索過 obj、Class 和超類以後調用。表達式
obj.no_such_attr、getattr(obj, 'no_such_attr') 和 hasattr(obj,
'no_such_attr') 可能會觸發 Class.__getattr__(obj, 'no_such_attr') 方法，但
是，僅當在 obj、Class 和超類中找不到指定的屬性時纔會觸發。
__getattribute__(self, name)
　　嘗試獲取指定的屬性時總會調用這個方法，不過，尋找的屬性是特殊屬性或特殊方法
時除外。點號與 getattr 和 hasattr 內置函數會觸發這個方法。調用
__getattribute__ 方法且拋出 AttributeError 異常時，纔會調用 __getattr__ 方
法。爲了在獲取 obj 實例的屬性時不致使無限遞歸，__getattribute__ 方法的實現要
使用 super().__getattribute__(obj, name)。
__setattr__(self, name, value)

嘗試設置指定的屬性時總會調用這個方法。點號和 setattr 內置函數會觸發這個方法。例如，obj.attr = 42 和 setattr(obj, 'attr', 42) 都會觸發Class.__setattr__(obj, ‘attr’, 42) 方法。