2015/9/29 Python基础(20)：类的授权

类的授权
1.包装
包装在Python编程世界中时经常会被提到的一个术语。它是一个通用的名字，意思是对一个已存在的对象进行包装，不管它是数据类型，还是一段代码，可以是对一个已存在的对象，增加新的，删除不要的，或者修改其他已存在的功能。
在Python2.2以前，从Python的标准类型子类化或派生类都是不允许的，即使你现在可以这么做，这种做法也并不多。你可以包装任何类型作为一个类的核心成员，以使新对象的行为模仿你想要的数据类型中已存在的行为，并且去掉你不希望存在的行为；它可能会要做一些额外的事情。这就是“包装类型”。在附录中，我们还将讨论如何扩充Python，包装的另一种形式。
包装包括定义一个类，它的实例拥有标准类型的核心行为，但它也通过新的或最新的功能，甚至可能通过访问实际数据的不同方法得到提高。
还可以包装类，但这不会有太大的用途，因为已经有拥有操作对象的机制，并且在之前已经描述过，我们采用派生对标准类型有对其进行包装的方式。

2.实现授权
授权是包装的一个特性，可用于简化处理有关dictating功能，采用已存在的功能达到最大限度的代码重用。
包装一个类型通常是对已存在的类型的一些定制。我们在前面提到过，这种方法可以新建，修改或者删除原有产品的功能。其它的则保持原样，或者保留已存功能和行为。授权的过程，即是所有更新的功能都是有新类的某部分来处理，但已存在的功能就授权给对象的默认属性。
实现授权的关键点就是覆盖__getattr__()方法，在代码中包含一个对getattr()内建函数的调用。特别地，调用getattr()以得到默认对象属性(数据属性或者方法)并返回它以便访问或调用。特殊方法__getattr__()的工作方式是，当搜索一个属性时，任何局部对象(定制的对象)首先被找到。如果搜索失败了，则__getattr__()会被调用。然后调用getattr()得到一个对象的默认行为。
也就是说，引用一个属性时，Python解释器将试着在局部名称空间中查找那个名字，比如一个自定义的方法或者局部实例属性。如果没有在局部字典中找到，则搜索类名称空间，以防一个类属性被访问。最后，如果两类搜索都失败了，搜索对原对象开始授权请求，此时，__getattr__()会被调用。

包装对象的简例
这个类几乎可以包装任何对象，提供基本功能。比如使用repr()和str()来处理字符串表示法， 定制由get()方法处理，它删除包装并且返回原始对象，所以保留的功能都授权给对象的本地属性，在必要时，可又__getattr__()获得。

>>> class WrapMe(object):
　　def __init__(self, obj):
　　　　self.__data = obj
　　def get(self):
　　　　return self.__data
　　def __repr__(self):
　　　　return `self.__data`
　　def __str__(self):
　　　　return str(self.__data)
　　def __getattr__(self, attr):
　　　　return getattr(self.__data, attr)

 

我们使用复数来举第一个例子，因为复数有数据属性及conjugate()内建方法。

>>> wrappedComplex = WrapMe(3.3+1.2j)
>>> wrappedComplex
(3.3+1.2j)
>>> wrappedComplex.real
3.3
>>> wrappedComplex.imag
1.2
>>> wrappedComplex.conjugate()
(3.3-1.2j)
>>> wrappedComplex.get()
(3.3+1.2j)

 

一旦我们创建了包装的对象类型，只要由交互解释器调用repr()，就可以得到一个字符串表示，然后我们访问了复数的三种属性，而这在类中一种都没有定义。对这种属性的访问，是通过__getattr__()方法，授权给对象。最终调用的get()方法没有授权，因为它是为我们对象单独定义的。
然后是一个列表的例子

>>> wrappedList = WrapMe([123, 'foo', 45.67])
>>> wrappedList.append('bar')
>>> wrappedList.append(123)
>>> wrappedList
[123, 'foo', 45.67, 'bar', 123]
>>> wrappedList.index(45.67)
2
>>> wrappedList.count(123)
2
>>> wrappedList.pop()
123
>>> wrappedList
[123, 'foo', 45.67, 'bar']

注意，尽管我们正在我们的例子中使用实例，它们展示的行为与他们包装的数据类型非常相似。然后需要明白，只有已存在的属性是在此代码中授权的。
但是也不是所有的行为都能被访问，比如：

>>> wrappedList[3]

Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#29>", line 1, in <module>
wrappedList[3]
TypeError: 'WrapMe' object does not support indexing

对于列表的索引切片操作，它是内建于类型中的，而不是像append()方法那样作为属性存在的。所以不能被访问。从另一个角度来说，切片操作符是序列类型的一部分，并不是通过__getitem__()这样的特殊方法来实现的。
我们有一种“作弊”的方法，访问实际对象，然后用它的切片能力：

>>> realList = wrappedList.get()
>>> realList[3]
'bar'

这就是我们实现get()方法的原因了，我们可以从访问调用中直接访问对象的属性，而忽略局部变量。
这里是简单包装类的例子。我们还刚开始接触使用类型模拟来进行类自定义。你将会发现你可以进行无限多的改进，来进一步增加代码的用途。

更新简单的包裹类
创建时间，修改时间，及访问时间是文件的几个常见属性。我们将给一个类添加时间属性，创建时间('ctime')是实例化的时间，修改时间('mtime')是核心数据升级的时间，而访问时间('atime')是最后一次对象数据值被获取或者属性被访问的时间戳。
我们更新前面定义的类，创建一个模块twrapme.py
代码如下：

from time import time, ctime
class TimeWrapMe(object):
    def __init__(self, obj):
        self.__data = obj
        self.__ctime = self.__mtime = \
               self.__atime = time() 

    def get(self):
        self.__atime = time()
        return self.__data

    def gettimeval(self, t_type):
        if not isinstance(t_type, str) or \
           t_type[0] not in 'cma':
            raise TypeError, \
                  "argument of 'c', 'm', or 'a' req'd"
        return getattr(self, '_%s__%stime' % \
                       (self.__class__.__name__, t_type[0]))
        
    def gettimestr(self, t_type):
        return ctime(self.gettimeval(t_type))

    def set(self, obj):
        self.__data = obj
        self.__mtime = self.atime = time()
    
    def __repr__(self):
        self.__atime = time()
        return `self.__data`

    def __str__(self):
        self.__atime = time()
        return str(self.__data)

    def __getattr__(self, attr):
        self.__atime = time()
        return getattr(self.__data, attr)

 

测试如下：

>>> TimeWrappedObj = TimeWrapMe(123)
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('c')
'Tue Sep 29 17:25:11 2015'
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('m')
'Tue Sep 29 17:25:11 2015'
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('a')
'Tue Sep 29 17:25:11 2015'
>>> TimeWrappedObj
123
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('c')
'Tue Sep 29 17:25:11 2015'
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('m')
'Tue Sep 29 17:25:11 2015'
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('a')
'Tue Sep 29 17:25:26 2015'
>>> TimeWrappedObj.set('Update time!')
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('m')
'Tue Sep 29 17:28:06 2015'
>>> TimeWrappedObj
'Update time!'
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('c')
'Tue Sep 29 17:25:11 2015'
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('m')
'Tue Sep 29 17:28:06 2015'
>>> TimeWrappedObj.gettimestr('a')
'Tue Sep 29 17:28:19 2015'