Python:高级主题之(属性取值和赋值过程、属性描述符、装饰器)
背景
学习了Javascript才知道原来属性的取值和赋值操作访问的“位置”可能不同、还有词法作用域这个东西,这也是我学习任何一门语言会注意的两个知识点,Python的作用域和Javascript几乎一致,这里就不做解释,本文重点介绍一下三个概念:
- 属性取值和赋值过程
- 属性描述符
- 装饰器
本文最好会利用这些知识介绍:如何实现自定义的@staticmethod和@classmethod。
属性取值和赋值过程
- 一切皆是对象,类型也是对象。
- 对象包含一个__class__属性指向其所属类型。
- 对象包含一个__dict__属性指向其所包含的成员(属性和方法)。
取值过程(下面是伪代码)
1 __getattribute__(property) logic: 2 3 descripter = find first descripter in class and bases's dict(property) 4 if descripter: 5 return descripter.__get__(instance, instance.__class__) 6 else: 7 if value in instance.__dict__ 8 return value 9 10 value = find first value in class and bases's dict(property) 11 if value is a function: 12 return bounded function(value) 13 else: 14 return value 15 16 raise AttributeNotFundedException
赋值过程(下面是伪代码)
1 __setattr__(property, value)logic: 2 3 descripter = find first descripter in class and bases's dict(property) 4 if descripter: 5 descripter.__set__(instance, value) 6 else: 7 instance.__dict__[property] = value
根据取值和赋值过程的逻辑可以得出以下结论
- 赋值和取值的位置可能不同。
- 取值过程的伪代码第11行会返回绑定方法(我们在Javascript经常会让某个函数绑定到指定的作用域,和这个概念是一样的)。
- 取值和赋值过程都会先查找属性描述符,也就是说:属性描述的优先级最高,下文会介绍属性描述符。
属性描述符
什么是属性描述符?属性描述符就是一个类型,实现了三个魔法方法而已:__set__、__get__和__del__,属性描述符一般不会独立使用,必须存储在类型的__dict__中才有意义,这样才会参与到属性的取值和赋值过程,具体参见上文。
属性描述符
1 #属性描述符 2 class Descripter: 3 def __get__(self, instance, owner): 4 print(self, instance, owner) 5 6 def __set__(self, instance, value): 7 print(self, instance, value)
测试代码
1 class TestClass: 2 Des = Descripter() 3 4 5 def __getattribute__(self, name): 6 print("before __getattribute__") 7 return super(TestClass, self).__getattribute__(name) 8 print("after __getattribute__") 9 10 def __setattr__(self, name, value): 11 print("before __setattr__") 12 super(TestClass, self).__setattr__(name, value) 13 print("after __setattr__") 14 15 test1 = TestClass() 16 test2 = TestClass() 17 18 test1.Des = None 19 test2.Des
输出结果
1 before __setattr__ 2 <__main__.Descripter object at 0x01D9A030> <__main__.TestClass object at 0x01D9A090> None 3 after __setattr__ 4 before __getattribute__ 5 <__main__.Descripter object at 0x01D9A030> <__main__.TestClass object at 0x01D9A0B0> <class '__main__.TestClass'>
结论
类型的多个实例共享同一个属性描述符实例,属性描述符的优先级高于实例的__dict__,具体自己可以测试一下。
装饰器(AOP)
最基本的函数装饰器
1 print("\n最基本的函数装饰器\n") 2 def log(fun): 3 def return_fun(*args, **kargs): 4 print("开始输出日志") 5 6 fun(*args, **kargs) 7 8 print("结束输出日志") 9 10 return return_fun 11 12 @log 13 def say(message): 14 print(message) 15 16 say("段光伟") 17 18 print("\n等价方法\n") 19 20 def say(message): 21 print(message) 22 23 say = log(say) 24 say("段光伟")
带参数的函数装饰器
1 print("\n带参数的函数装饰器\n") 2 def log(header, footer): 3 def log_to_return(fun): 4 def return_fun(*args, **kargs): 5 print(header) 6 7 fun(*args, **kargs) 8 9 print(footer) 10 11 return return_fun 12 return log_to_return 13 14 @log("开始输出日志", "结束输出日志") 15 def say(message): 16 print(message) 17 18 say("段光伟") 19 20 print("\n等价方法\n") 21 22 def say(message): 23 print(message) 24 25 say = log("开始输出日志", "结束输出日志")(say) 26 say("段光伟")
最基本的类型装饰器
1 print("\n最基本的类型装饰器\n") 2 def flyable(cls): 3 def fly(self): 4 print("我要飞的更高") 5 cls.fly = fly 6 7 return cls 8 9 @flyable 10 class Man: 11 pass 12 13 man = Man() 14 man.fly() 15 16 print("\n等价方法\n") 17 18 class Man: 19 pass 20 21 Man = flyable(Man) 22 23 man = Man() 24 man.fly()
带参数的类型装饰器
1 print("\n带参数的类型装饰器\n") 2 def flyable(message): 3 def flyable_to_return(cls): 4 def fly(self): 5 print(message) 6 cls.fly = fly 7 8 return cls 9 return flyable_to_return 10 11 @flyable("我要飞的更高") 12 class Man: 13 pass 14 15 man = Man() 16 man.fly() 17 18 print("\n等价方法\n") 19 20 class Man: 21 pass 22 23 Man = flyable("我要飞的更高")(Man) 24 25 man = Man() 26 man.fly()
备注:可以使用多个装饰器,不过要保证签名的装饰器也是返回的一个方法或类型。
自己实现@staticmethod和@classmethod
理解了属性的取值和赋值过程,开发自定义@staticmethod和@classmethod就不成问题了,let up do it!
代码
1 class MyStaticObject: 2 def __init__(self, fun): 3 self.fun = fun; 4 5 def __get__(self, instance, owner): 6 return self.fun 7 8 def my_static_method(fun): 9 return MyStaticObject(fun) 10 11 class MyClassObject: 12 def __init__(self, fun): 13 self.fun = fun; 14 15 def __get__(self, instance, owner): 16 def class_method(*args, **kargs): 17 return self.fun(owner, *args, **kargs) 18 19 return class_method 20 21 def my_class_method(fun): 22 return MyClassObject(fun) 23 24 class C(object): 25 """docstring for C""" 26 27 def test_instance_method(self): 28 print(self) 29 30 @staticmethod 31 def test_static_method(message): 32 print(message) 33 34 @my_static_method 35 def test_my_static_method(message): 36 print(message) 37 38 @classmethod 39 def test_class_method(cls): 40 print(cls) 41 42 @my_class_method 43 def test_my_class_method(cls): 44 print(cls) 45 46 print("\n实例方法测试") 47 c = C() 48 print(C.test_instance_method) 49 print(C.__dict__["test_instance_method"]) 50 print(c.test_instance_method) 51 C.test_instance_method(c) 52 c.test_instance_method() 53 54 print("\n静态方法测试") 55 print(C.test_static_method) 56 print(C.__dict__["test_static_method"]) 57 print(c.test_static_method) 58 C.test_static_method("静态方法测试") 59 c.test_static_method("静态方法测试") 60 61 print("\n自定义静态方法测试") 62 print(C.test_my_static_method) 63 print(C.__dict__["test_my_static_method"]) 64 print(c.test_my_static_method) 65 C.test_my_static_method("自定义静态方法测试") 66 c.test_my_static_method("自定义静态方法测试") 67 68 print("\n类方法测试") 69 print(C.test_class_method) 70 print(C.__dict__["test_class_method"]) 71 print(c.test_class_method) 72 C.test_class_method() 73 c.test_class_method() 74 75 print("\n自定义类方法测试") 76 print(C.test_my_class_method) 77 print(C.__dict__["test_my_class_method"]) 78 print(c.test_my_class_method) 79 80 C.test_my_class_method() 81 c.test_my_class_method() 82 83 print("\n对象上的方法不会返回绑定方法,对象描述符也不会起作用") 84 def test(self): 85 print(self) 86 87 c.test = test 88 89 c.test("测试")
结果
1 实例方法测试 2 <function C.test_instance_method at 0x01D3D8A0> 3 <function C.test_instance_method at 0x01D3D8A0> 4 <bound method C.test_instance_method of <__main__.C object at 0x01D8B5B0>> 5 <__main__.C object at 0x01D8B5B0> 6 <__main__.C object at 0x01D8B5B0> 7 8 静态方法测试 9 <function C.test_static_method at 0x01D69108> 10 <staticmethod object at 0x01D8B4F0> 11 <function C.test_static_method at 0x01D69108> 12 静态方法测试 13 静态方法测试 14 15 自定义静态方法测试 16 <function C.test_my_static_method at 0x01D69078> 17 <__main__.MyStaticObject object at 0x01D8B510> 18 <function C.test_my_static_method at 0x01D69078> 19 自定义静态方法测试 20 自定义静态方法测试 21 22 类方法测试 23 <bound method type.test_class_method of <class '__main__.C'>> 24 <classmethod object at 0x01D8B530> 25 <bound method type.test_class_method of <class '__main__.C'>> 26 <class '__main__.C'> 27 <class '__main__.C'> 28 29 自定义类方法测试 30 <function MyClassObject.__get__.<locals>.class_method at 0x01D5EDF8> 31 <__main__.MyClassObject object at 0x01D8B550> 32 <function MyClassObject.__get__.<locals>.class_method at 0x01D5EDF8> 33 <class '__main__.C'> 34 <class '__main__.C'> 35 36 对象上的方法不会返回绑定方法,对象描述符也不会起作用 37 测试
备注
Python的学习和总结就到一段落了,继续弄PHP,不过还会写一篇如何用Python开发Sublime插件的教程,开发一个方便PHP开发的插件。