python的黑魔法

描述符

官方定义：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。简单地说： 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

但是描述符有什么作用呢

描述符的作用是用来代理一个类的属性。 描述符单独存在没有意义，一般描述符就是某个实例的属性，当访问该属性时，就会调用描述符的__get__方法，而修改会调用__set__方法，删除会调用__delete__方法；

首先定义一个描述符

class Descriptors:

def __init__(self, key):

self.name = key

def __get__(self, instance, owner):

print("执行Descriptors的get")

if instance:

return instance.__dict__['name']

return self.name

def __set__(self, instance, value):

print("执行Descriptors的set")

if not isinstance(value, str):

raise TypeError("名字必须为字符串")

if instance:

instance.__dict__['name'] = value

else:

self.name = value

class User():

name = '小明'

def __init__(self, name):

self.name = name

首先看一下类属性

User.name

'小明'

然后看一下实例属性

u1 = User(11)

u1.name,User.name

(11, '小明')

可以看到类属性与实例属性互不干扰，然后再看看使用描述符会怎么样

class User():

name = Descriptors('小明')

def __init__(self, name):

self.name = name

看一下类属性

User.name

执行Descriptors的get

'小明'

u1 = User(11)

执行Descriptors的set

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

TypeError Traceback (most recent call last)

in

----> 1 u1 = User(11)

in __init__(self, name)

2 name = Descriptors('小明')

3 def __init__(self, name):

----> 4 self.name = name

in __set__(self, instance, value)

12 print("执行Descriptors的set")

13 if not isinstance(value, str):

---> 14 raise TypeError("名字必须为字符串")

15 if instance:

16 instance.__dict__['name'] = value

TypeError: 名字必须为字符串

u1 = User('小王')

执行Descriptors的set

u1.name,User.name

执行Descriptors的get

执行Descriptors的get

('小王', '小李')

User.name=Descriptors('小李')

u1.name,User.name

执行Descriptors的get

执行Descriptors的get

('小王', '小李')

u2 = User('小明')

执行Descriptors的set

u1.name,User.name, u2.name

执行Descriptors的get

执行Descriptors的get

执行Descriptors的get

('小王', '小李', '小明')

可以看到虽然类属性与实例属性互不干扰，但是实例属性会调用类属性的魔法方法，前提是属性名字必须与描述符同名

所以可以通过描述符限定实例属性，对实例属性进行某些操作。感觉和装饰器很像

实现描述符的功能还有另一种方式，那就是装饰器

class User():

def __init__(self, x):

self.name = x

@property

def name(self):

return self.x

@name.setter

def name(self, value):

if not isinstance(value, str):

raise TypeError("名字必须为字符串")

self.x = value

u1 = User(11)

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

TypeError Traceback (most recent call last)

in

----> 1 u1 = User(11)

in __init__(self, x)

1 class User():

2 def __init__(self, x):

----> 3 self.name = x

4 @property

5 def name(self):

in name(self, value)

8 def name(self, value):

9 if not isinstance(value, str):

---> 10 raise TypeError("名字必须为字符串")

11 self.x = value

TypeError: 名字必须为字符串

u1 = User('小王')

u1.name

'小王'

这种方法其实底层也是通过描述符实现的，而且描述符比这种方法适应性更大。

描述符的分类

描述符分两种： + 数据描述符：实现了__get__ 和 __set__ 两种方法的描述符 + 非数据描述符：只实现了__get__ 一种方法的描述符 当我们对一个实例属性进行访问时，Python 会按 obj.dict → type(obj).dict → type(obj)的父类.dict 顺序进行查找，但是引入描述符之后，会改变这个搜索过程《流畅的Python》中写到，“Python存取属性的方式特别不对等，通过实例读取属性时，通常返回的是实例中定义的属性；但是，如果实例中没有指定的属性，那么会获取类属性。而为实例中的属性赋值时，通常会在实例中创建属性，根本不影响类。这种 不对等的处理方式对描述符也有影响。”

class Age:

def __init__(self, key):

self.age = key

def __get__(self, instance, owner):

print("执行Age的get")

if instance:

return instance.__dict__['age']

return self.age

def __set__(self, instance, value):

print("执行Age的set")

if not isinstance(value, int):

raise TypeError("年纪必须为整型")

if value<=0:

raise TypeError("年纪必须大于1")

if instance:

instance.__dict__['age'] = value

else:

self.age = value

class Nick:

def __init__(self, key):

self.nick = key

def __get__(self, instance, owner):

print("执行Nick的get")

if instance:

return instance.__dict__['nick']

return self.nick

class User():

name = Descriptors('小明')

age = Age(1)

nick = Nick('ming')

def __init__(self, name, age, nick):

self.name = name

self.age = age

self.nick = nick

u1 = User('小李', 10, 'sun')

执行Descriptors的set

执行Age的set

u1.age

执行Age的get

10

u1.nick

'sun'

因为Nick没有set的魔法方法，所以当实例中对nick属性赋值时，会直接在实例中赋值，所以这类查找的顺序是：实例的属性->找dict->找描述符，这些会更快一下如果实例字典中有与描述符同名的属性，如果描述符是数据描述符，优先使用数据描述符，如果是非数据描述符，优先使用字典中的属性。