• Python深入03 对象的属性


     

    Python一切皆对象(object),每个对象都可能有多个属性(attribute)。Python的属性有一套统一的管理方案。

     

    属性的__dict__系统

    对象的属性可能来自于其类定义,叫做类属性(class attribute)。类属性可能来自类定义自身,也可能根据类定义继承来的。一个对象的属性还可能是该对象实例定义的,叫做对象属性(object attribute)。

    对象的属性储存在对象的__dict__属性中。__dict__为一个词典,键为属性名,对应的值为属性本身。我们看下面的类和对象。chicken类继承自bird类,而summer为chicken类的一个对象。

    复制代码
    class bird(object):
        feather = True
    

    class chicken(bird):
    fly = False
    def init(self, age):
    self.age = age

    summer = chicken(2)

    print(bird.dict)
    print(chicken.dict)
    print(summer.dict)

    复制代码

     

    下面为我们的输出结果:

    复制代码
    {'__dict__': <attribute '__dict__' of 'bird' objects>, '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'bird' objects>, 'feather': True, '__doc__': None}
    

    {'fly': False, 'module': 'main', 'doc': None, 'init': <function init at 0x2b91db476d70>}

    {'age': 2}

    复制代码

     

    第一行为bird类的属性,比如feather。第二行为chicken类的属性,比如fly和__init__方法。第三行为summer对象的属性,也就是age。有一些属性,比如__doc__,并不是由我们定义的,而是由Python自动生成。此外,bird类也有父类,是object类(正如我们的bird定义,class bird(object))。这个object类是Python中所有类的父类。

    可以看到,Python中的属性是分层定义的,比如这里分为object/bird/chicken/summer这四层。当我们需要调用某个属性的时候,Python会一层层向上遍历,直到找到那个属性。(某个属性可能出现再不同的层被重复定义,Python向上的过程中,会选取先遇到的那一个,也就是比较低层的属性定义)。

    当我们有一个summer对象的时候,分别查询summer对象、chicken类、bird类以及object类的属性,就可以知道summer对象所有的__dict__,就可以找到通过对象summer可以调用和修改的所有属性了。下面两种属性修改方法等效:

    summer.__dict__['age'] = 3
    print(summer.__dict__['age'])
    

    summer.age = 5
    print(summer.age)

     

     (上面的情况中,我们已经知道了summer对象的类为chicken,而chicken类的父类为bird。如果只有一个对象,而不知道它的类以及其他信息的时候,我们可以利用__class__属性找到对象的类,然后调用类的__base__属性来查询父类)

     

    特性

    同一个对象的不同属性之间可能存在依赖关系。当某个属性被修改时,我们希望依赖于该属性的其他属性也同时变化。这时,我们不能通过__dict__的方式来静态的储存属性。Python提供了多种即时生成属性的方法。其中一种称为特性(property)。特性是特殊的属性。比如我们为chicken类增加一个特性adult。当对象的age超过1时,adult为True;否则为False:

    复制代码
    class bird(object):
        feather = True
    

    class chicken(bird):
    fly = False
    def init(self, age):
    self.age = age
    def getAdult(self):
    if self.age > 1.0: return True
    else: return False
    adult = property(getAdult) # property is built-in

    summer = chicken(2)

    print(summer.adult)
    summer.age = 0.5
    print(summer.adult)

    复制代码

     

    特性使用内置函数property()来创建。property()最多可以加载四个参数。前三个参数为函数,分别用于处理查询特性、修改特性、删除特性。最后一个参数为特性的文档,可以为一个字符串,起说明作用。

     

    我们使用下面一个例子进一步说明:

    复制代码
    class num(object):
        def __init__(self, value):
            self.value = value
        def getNeg(self):
            return -self.value
        def setNeg(self, value):
            self.value = -value
        def delNeg(self):
            print("value also deleted")
            del self.value
        neg = property(getNeg, setNeg, delNeg, "I'm negative")
    

    x = num(1.1)
    print(x.neg)
    x.neg = -22
    print(x.value)
    print(num.neg.doc)
    del x.neg

    复制代码

     

    上面的num为一个数字,而neg为一个特性,用来表示数字的负数。当一个数字确定的时候,它的负数总是确定的;而当我们修改一个数的负数时,它本身的值也应该变化。这两点由getNeg和setNeg来实现。而delNeg表示的是,如果删除特性neg,那么应该执行的操作是删除属性value。property()的最后一个参数("I'm negative")为特性negative的说明文档。

     

    使用特殊方法__getattr__

    我们可以用__getattr__(self, name)来查询即时生成的属性。当我们查询一个属性时,如果通过__dict__方法无法找到该属性,那么Python会调用对象的__getattr__方法,来即时生成该属性。比如:

    复制代码
    class bird(object):
        feather = True
    

    class chicken(bird):
    fly = False
    def init(self, age):
    self.age = age
    def getattr(self, name):
    if name == 'adult':
    if self.age > 1.0: return True
    else: return False
    else: raise AttributeError(name)

    summer = chicken(2)

    print(summer.adult)
    summer.age = 0.5
    print(summer.adult)

    print(summer.male)

    复制代码

     

    每个特性需要有自己的处理函数,而__getattr__可以将所有的即时生成属性放在同一个函数中处理。__getattr__可以根据函数名区别处理不同的属性。比如上面我们查询属性名male的时候,raise AttributeError。

    (Python中还有一个__getattribute__特殊方法,用于查询任意属性。__getattr__只能用来查询不在__dict__系统中的属性)

    __setattr__(self, name, value)和__delattr__(self, name)可用于修改和删除属性。它们的应用面更广,可用于任意属性。

     

    即时生成属性的其他方式

    即时生成属性还可以使用其他的方式,比如descriptor(descriptor类实际上是property()函数的底层,property()实际上创建了一个该类的对象)。有兴趣可以进一步查阅。

     

    总结

    __dict__分层存储属性。每一层的__dict__只存储该层新增的属性。子类不需要重复存储父类中的属性。

    即时生成属性是值得了解的概念。在Python开发中,你有可能使用这种方法来更合理的管理对象的属性。

     

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