python中描述符（descriptor类）详解

1、什么是描述符？

　　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。

　　以上为官方定义，纯粹为了装逼使用，一般人看这些定义都有一种问候祖先的冲动!!!!(WQNMLGB)

2、讲解描述符前，先看一下魔法方法：__dict__ （每个对象均具备该方法）（对象包括类对象，实例对象~~）

　　作用：字典类型，存放本对象的属性，key(键)即为属性名，value(值)即为属性的值，形式为{attr_key : attr_value}

　　对象属性的访问顺序：

　　①.实例属性

　　②.类属性

　　③.父类属性

　　④.__getattr__()方法

　　以上顺序，切记切记！！！

　例子：

class Test(object): 　　　　#object是所有类的基类！！
    cls_val = 1　　　　　　　#类属性　class_val　
    def __init__(self):
        self.ins_val = 10　　#实例属性　　instance_val

        
>>> t=Test()
>>> Test.__dict__
mappingproxy({'__module__': '__main__', 'cls_val': 1, '__init__': <function Test.__init__ at 0x0000000002E35D08>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Test' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Test' objects>, '__doc__': None})
>>> t.__dict__
{'ins_val': 10}
#更改实例t的属性cls_val，只是为对象新增了该 实例属性，并不影响类Test的 类属性cls_val
>>> t.cls_val = 20
>>> t.__dict__
{'ins_val': 10, 'cls_val': 20}
>>> Test.__dict__
mappingproxy({'__module__': '__main__', 'cls_val': 1, '__init__': <function Test.__init__ at 0x0000000002E35D08>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Test' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Test' objects>, '__doc__': None})


#更改了类Test的属性cls_val的值，由于事先增加了实例t的cls_val属性，因此也不会改变实例的cls_val值（井水不犯河水）
>>> Test.cls_val = 30
>>> t.__dict__
{'ins_val': 10, 'cls_val': 20}
>>> Test.__dict__
mappingproxy({'__module__': '__main__', 'cls_val': 30, '__init__': <function Test.__init__ at 0x0000000002E35D08>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Test' objects>, '__w
eakref__': <attribute '__weakref__' of 'Test' objects>, '__doc__': None})

从以上代码可知，类属性和实例属性不一样！虽然可以同名，但代表的是不同的两个属性！！

3、魔法方法：__get__(), __set__(), __delete__()

　　方法的原型为：

　　① __get__(self, instance, owner)

　　② __set__(self, instance, value)

　　③ __del__(self, instance)

　　那么以上的 self, instance owner到底指啥么呢？

　　首先我们先看一段代码：

#代码 1

class Desc(object):　　　　
    
    def __get__(self, instance, owner):
        print("__get__...")
        print("self : \t\t", self)
        print("instance : \t", instance)
        print("owner : \t", owner)
        print('='*40, "\n")
        
    def __set__(self, instance, value):
        print('__set__...')
        print("self : \t\t", self)
        print("instance : \t", instance)
        print("value : \t", value)
        print('='*40, "\n")


class TestDesc(object):
    x = Desc()　　　　#x是Desc类的实例对象 ，同时x也是TestDesc的类属性 ；　　　　Desc（）实例化一个对象，并用x对其引用，所以x就是Desc类的实例化对象


#以下为测试代码
t = TestDesc()　　　　#t是TestDesc类的实例对象
t.x

#以下为输出信息：

__get__...
self :          <__main__.Desc object at 0x0000000002B0B828>
instance :      <__main__.TestDesc object at 0x0000000002B0BA20>
owner :      <class '__main__.TestDesc'>
========================================

由输出信息可以知道:

　　① self: 　　Desc的实例对象，其实就是TestDesc的类属性x

　　② instance: TestDesc的实例对象，其实就是t

　　③ owner: 　即谁拥有这些东西，当然是 TestDesc这个类;它是最高统治者，其他的一些都是包含在它的内部或者由它生出来的

其实，Desc类就是是一个描述符（描述符是一个类哦），为啥呢？因为类Desc定义了方法 __get__, __set__. __delete__

所以，某个类，只要是内部定义了方法 __get__, __set__, __delete__ 中的一个或多个，就可以称为描述符（^_^，简单吧）

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

到这儿，还是有很多问题的！

问题1. 为什么访问 t.x的时候，会直接去调用描述符的 __get__() 方法呢？

　　　　答：t为实例，访问t.x时，根据常规顺序，

　　　　　　首先：访问Owner 即 TestDesc的__getattribute__()方法（其实就是 TestDesc.__getattribute__()) ，访问实例属性 ; 发现没有 , 然后去类TestDesc中访问，找到了类属性x

　　　　　　其次：判断类属性 x 为一个描述符，此时，它就会做一些变动了，将 TestDesc.x 转化为 TestDesc. __dict__['x'].__get__(None, TestDesc) 来访问

　　　　　　然后：进入类Desc 的 __get__()方法，进行相应的操作

问题2. 从上面代码1 我们看到了，描述符的对象 x 其实是类 TestDesc 的类属性，那么可不可以把它变成实例属性呢？

　　　　答：看看解释器怎么说的。

#代码 2

class Desc(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    def __get__(self, instance, owner):
        print("__get__...")
        print('name = ',self.name) 
        print('='*40, "\n")

class TestDesc(object):
    x = Desc('x')
    def __init__(self):
        self.y = Desc('y')　　　　　　#把描述符（Desc类）的对象变成实例属性

#以下为测试代码
t = TestDesc()
t.x
t.y

#以下为输出结果：
__get__...
name =  x
========================================
<__main__.Desc object at 0x03FB0088>　　　　　　#没有打印t.y的信息，但至少证明了y是Desc类的实例对象

　　为什么没有打印t.y的信息呢？

　　因为没有访问 __get__() 方法啊，那么为啥没有访问 __get__() 方法呢？

　　因为访问 t.y 时刻，首先会调用TestDesc(即Owner）的 __getattribute__() 方法（就是 TestDesc.__getattribute__()) ，先来访问实例属性，找到 y ，又发现属性y 为一个描述符，于是将t.y

　　转化成TestDesc.__dict__['y'].__get__(t, TestDesc) ;但是，实际上 TestDesc 并没有 y这个属性，y 是属于实例对象的，所以，只能忽略了。

　　》》访问实例层次上的描述符 x，只会返回描述符本身。为了让描述符能够正常工作，它们必须定义在类的层次上。如果不这么做，那么 Python 无法自动为你调用 __get__ 和 __set__ 方法

问题3. 如果类属性的描述符对象和实例属性描述符的对象同名时，咋整？

#代码 3

class Desc(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        print("__init__(): name = ",self.name)
        
    def __get__(self, instance, owner):
        print("__get__() ...")
        return self.name

    def __set__(self, instance, value):
        self.value = value
        
class TestDesc(object):
    _x = Desc('x')
    def __init__(self, x):
        self._x = x


#以下为测试代码
t = TestDesc(10)
t._x

#输入结果
__init__(): name =  x    #此语句什么也不输入也会打印！ 原因 TestDesc类中有一个Desc类实例化并初始化的动作，调用了__init__
__get__() ...
'x'

　　根据对象属性的访问顺序，t._x 应该先去调用 __getattribute__() 方法，然后找到了实例t 的 _x 属性就结束了，为啥还去调用了描述符的 __get__() 方法呢？？？

　　这就牵扯到了一个查找顺序问题：当Python解释器发现实例对象的字典中，有与描述符同名的属性时，描述符优先，会覆盖掉实例属性。

　　验证一下：用__dict__查看一下属性

>>> t.__dict__
{}

>>> TestDesc.__dict__
mappingproxy({'__module__': '__main__', '_x': <__main__.Desc object at 0x0000000002B0BA20>, '__init__': <function TestDesc.__init__ at 0x0000000002BC59D8>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'TestDesc' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'TestDesc' objects>, '__doc__': None})

　　我们再将代码3 改进一下，删除 __set__() 方法试试看会发生什么情况？

#代码 4

class Desc(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        print("__init__(): name = ",self.name)
        
    def __get__(self, instance, owner):
        print("__get__() ...")
        return self.name
        

class TestDesc(object):
    _x = Desc('x')
    def __init__(self, x):
        self._x = x


#以下为测试代码
t = TestDesc(10)
t._x

#以下为输出：
__init__(): name =  x

　　！？怎么没有调用__get__方法？

　　其实，还是 属性查找优先级 惹的祸，只是定义一个 __get__() 方法，为非数据描述符，优先级低于实例属性的！！

问题4. 什么是数据描述符，什么是非数据描述符？　

　　答：一个类，如果只定义了 __get__() 方法，而没有定义 __set__(), __delete__() 方法，则认为是非数据描述符；反之，则成为数据描述符

问题5. 属性查询优先级

　　　　① __getattribute__()，无条件调用

　　　　② 数据描述符：由 ① 触发调用（若人为的重载了该 __getattribute__() 方法，可能会调职无法调用描述符）

　　　　③ 实例对象的字典（若与描述符对象同名，会被覆盖哦）

　　　　④ 类的字典

　　　　⑤ 非数据描述符

　　　　⑥ 父类的字典

　　　　⑦ __getattr__() 方法

参考原文　　https://www.cnblogs.com/Jimmy1988/p/6808237.html　　

posted @ 2020-02-10 22:26 何梦吉他阅读(1110) 评论(0) 编辑收藏举报

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