Python 延遲初始化（lazy property）

Python 對象的延遲初始化是指，當它第一次被建立時才進行初始化，或者保存第一次建立的結果，而後每次調用的時候直接返回該結果。

延遲初始化主要用於提升性能，避免浪費計算，並減小程序的內存需求。

property

在切入正題以前，咱們瞭解下property的用法，property能夠將屬性的訪問轉變成方法的調用。

class Circle(object): 
  def __init__(self, radius): 
    self.radius = radius 
  
  @property
  def area(self): 
    return 3.14 * self.radius ** 2
  
c = Circle(4) 
print c.radius 
print c.area

能夠看到，area雖然是定義成一個方法的形式，可是加上@property後，能夠直接執行c.area，當成屬性訪問。

如今問題來了，每次調用c.area，都會計算一次，太浪費cpu了，怎樣才能只計算一次呢?這就是lazy property。

lazy property

實現延遲初始化有兩種方式，一種是使用python描述符，另外一種是使用@property修飾符。

方式1：

class lazy(object): 
  def __init__(self, func): 
    self.func = func 
  
  def __get__(self, instance, cls): 
    val = self.func(instance) 
    setattr(instance, self.func.__name__, val) 
    return val 
  
class Circle(object): 
  def __init__(self, radius): 
    self.radius = radius 
  
  @lazy
  def area(self): 
    print 'evalute'
    return 3.14 * self.radius ** 2
  
c = Circle(4) 
print c.radius 
print c.area 
print c.area 
print c.area

結果'evalute'只輸出了一次。在lazy類中，咱們定義了__get__()方法，因此它是一個描述符。當咱們第一次執行c.area時，python解釋器會先從c.__dict__中進行查找，沒有找到，就從Circle.__dict__中進行查找，這時由於area被定義爲描述符，因此調用__get__方法。

在__get__()方法中，調用實例的area()方法計算出結果，並動態給實例添加一個同名屬性area，而後將計算出的值賦予給它，至關於設置c.__dict__['area']=val。

當咱們再次調用c.area時，直接從c.__dict__中進行查找，這時就會直接返回以前計算好的值了。

不太懂python描述符的話，能夠參考Descriptor HowTo Guide。

方式2

def lazy_property(func):
    attr_name = "_lazy_" + func.__name__

    @property
    def _lazy_property(self):
        if not hasattr(self, attr_name):
            setattr(self, attr_name, func(self))
        return getattr(self, attr_name)

    return _lazy_property

class Circle(object): 
  def __init__(self, radius): 
    self.radius = radius 
  
  @lazy_property
  def area(self): 
    print 'evalute'
    return 3.14 * self.radius ** 2

這裏與方法1殊途同歸，在area()前添加@lazy_property至關於運行如下代碼：

lazy_property(area)

lazy_property()方法返回_lazy_property，_lazy_property又會調用_lazy_property()方法，剩下的操做與方法1相似。

咱們能夠檢查下是否真的延遲初始化了：

c = Circle(4) 
print "before first visit"
print c.__dict__  
c.area
print "after first visit"
print c.__dict__

輸出結果爲：

before first visit
{'radius': 4}
evalute
after first visit
{'_lazy_area': 50.24, 'radius': 4}

從中能夠看書，只有當咱們第一次訪問c.area時，才調用area方法，說明確實延遲初始化了。

參考文獻

• Descriptor HowTo Guide

• lazy evaluation

• python中的property及實現lazy property(原博客已找不到)