• 14 内置方法(中)之描述符


    1 描述符是什么:
            描述符本质就是一个新式类,在这个新式类中,至少实现了__get__(),__set__(),__delete__()中的一个,这也被称为描述符协议
            __get__():调用一个属性时,触发 
            __set__():为一个属性赋值时,触发 
            __delete__():采用del删除属性时,触发
     
            定义一个描述符
    1 class Foo: # 在python3中Foo是新式类,它实现了三种方法,这个类就被称作一个描述符
    2     def __get__(self, instance, owner):
    3         pass
    4     def __set__(self, instance, value):
    5         pass
    6     def __delete__(self, instance):
    7         pass
    2 描述符是干什么的:
            描述符的作用是用来代理另外一个类的属性的(必须把描述符定义成这个类的类属性,不能定义到构造函数中)
            引子:描述符类产生的实例进行属性操作并不会触发三个方法的执行
     1 class Foo:
     2     def __get__(self, instance, owner):
     3         print('触发get')
     4     def __set__(self, instance, value):
     5         print('触发set')
     6     def __delete__(self, instance):
     7         print('触发delete')
     8  
     9 #包含这三个方法的新式类称为描述符,由这个类产生的实例进行属性的调用/赋值/删除,并不会触发这三个方法
    10 f1=Foo()
    11 f1.name='egon'
    12 f1.name
    13 del f1.name
    14 #疑问:何时,何地,会触发这三个方法的执行
    描述符应用之何时?何地?
     1 # 描述符Str
     2 class Str:
     3     def __get__(self, instance, owner):
     4         print('Str调用')
     5     def __set__(self, instance, value):
     6         print('Str设置...')
     7     def __delete__(self, instance):
     8         print('Str删除...')
     9  
    10 # 描述符Int
    11 class Int:
    12     def __get__(self, instance, owner):
    13         print('Int调用')
    14     def __set__(self, instance, value):
    15         print('Int设置...')
    16     def __delete__(self, instance):
    17         print('Int删除...')
    18  
    19 class People:
    20     name=Str()
    21     age=Int()
    22     def __init__(self,name,age): #name被Str类代理,age被Int类代理,
    23         self.name=name
    24         self.age=age
    25  
    26 # 何地?:定义成另外一个类的类属性
    27  
    28 # 何时?:且看下列演示
    29  
    30 p1=People('alex',18)
    31  
    32 # 描述符Str的使用
    33 p1.name
    34 p1.name='egon'
    35 del p1.name
    36  
    37 # 描述符Int的使用
    38 p1.age
    39 p1.age=18
    40 del p1.age
    41  
    42 # 我们来瞅瞅到底发生了什么
    43 print(p1.__dict__)
    44 print(People.__dict__)
    45  
    46 # 补充
    47 print(type(p1) == People) #type(obj)其实是查看obj是由哪个类实例化来的
    48 print(type(p1).__dict__ == People.__dict__)
    3 描述符分两种 
    一 数据描述符:
            至少实现了__get__()和__set__()
    1 class Foo:
    2     def __set__(self, instance, value):
    3         print('set')
    4     def __get__(self, instance, owner):
    5         print('get')
    二 非数据描述符:
            没有实现__set__()
    1 class Foo:
    2     def __get__(self, instance, owner):
    3         print('get')
    4 注意事项: 
            一 描述符本身应该定义成新式类,被代理的类也应该是新式类 
            二 必须把描述符定义成这个类的类属性,不能为定义到构造函数中 
            三 要严格遵循该优先级,优先级由高到底分别是 
                    1.类属性 
                    2.数据描述符 
                    3.实例属性 
                    4.非数据描述符 
                    5.找不到的属性触发__getattr__()
     
    类属性>数据描述符
     1 #描述符Str
     2 class Str:
     3     def __get__(self, instance, owner):
     4         print('Str调用')
     5     def __set__(self, instance, value):
     6         print('Str设置...')
     7     def __delete__(self, instance):
     8         print('Str删除...')
     9  
    10 class People:
    11     name=Str()
    12     def __init__(self,name,age): #name被Str类代理,age被Int类代理,
    13         self.name=name
    14         self.age=age
    15  
    16  
    17 #基于上面的演示,我们已经知道,在一个类中定义描述符它就是一个类属性,存在于类的属性字典中,而不是实例的属性字典
    18  
    19 #那既然描述符被定义成了一个类属性,直接通过类名也一定可以调用吧,没错
    20 People.name #恩,调用类属性name,本质就是在调用描述符Str,触发了__get__()
    21  
    22 People.name='egon' #那赋值呢,我去,并没有触发__set__()
    23 del People.name #赶紧试试del,我去,也没有触发__delete__()
    24 #结论:描述符对类没有作用-------->傻逼到家的结论
    25  
    26 '''
    27 原因:描述符在使用时被定义成另外一个类的类属性,因而类属性比二次加工的描述符伪装而来的类属性有更高的优先级
    28 People.name #恩,调用类属性name,找不到就去找描述符伪装的类属性name,触发了__get__()
    29  
    30 People.name='egon' #那赋值呢,直接赋值了一个类属性,它拥有更高的优先级,相当于覆盖了描述符,肯定不会触发描述符的__set__()
    31 del People.name #同上
    32 '''

    数据描述符>实例属性

     1 #描述符Str
     2 class Str:
     3     def __get__(self, instance, owner):
     4         print('Str调用')
     5     def __set__(self, instance, value):
     6         print('Str设置...')
     7     def __delete__(self, instance):
     8         print('Str删除...')
     9  
    10 class People:
    11     name=Str()
    12     def __init__(self,name,age): #name被Str类代理,age被Int类代理,
    13         self.name=name
    14         self.age=age
    15  
    16  
    17 p1=People('egon',18)
    18  
    19 #如果描述符是一个数据描述符(即有__get__又有__set__),那么p1.name的调用与赋值都是触发描述符的操作,于p1本身无关了,相当于覆盖了实例的属性
    20 p1.name='egonnnnnn'
    21 p1.name
    22 print(p1.__dict__)#实例的属性字典中没有name,因为name是一个数据描述符,优先级高于实例属性,查看/赋值/删除都是跟描述符有关,与实例无关了
    23 del p1.name

    实例属性>非数据描述符

     1 class Foo:
     2     def func(self):
     3         print('我胡汉三又回来了')
     4  
     5 f1=Foo()
     6 f1.func()
     7 #调用类的方法,也可以说是调用非数据描述符
     8 #函数是一个非数据描述符对象(一切皆对象么)
     9 print(dir(Foo.func))
    10 print(hasattr(Foo.func,'__set__'))
    11 print(hasattr(Foo.func,'__get__'))
    12 print(hasattr(Foo.func,'__delete__'))
    13 #有人可能会问,描述符不都是类么,函数怎么算也应该是一个对象啊,怎么就是描述符了
    14 #笨蛋哥,描述符是类没问题,描述符在应用的时候不都是实例化成一个类属性么
    15 #函数就是一个由非描述符类实例化得到的对象
    16 #没错,字符串也一样
    17  
    18 f1.func='这是实例属性啊'
    19 print(f1.func)
    20  
    21 del f1.func #删掉了非数据
    22 f1.func()

    再次验证:实例属性>非数据描述符

     1 class Foo:
     2     def __set__(self, instance, value):
     3         print('set')
     4     def __get__(self, instance, owner):
     5         print('get')
     6  
     7 class Room:
     8     name=Foo()
     9     def __init__(self,name,width,length):
    10         self.name=name
    11         self.width=width
    12         self.length=length
    13  
    14  
    15 #name是一个数据描述符,因为name=Foo()而Foo实现了get和set方法,因而比实例属性有更高的优先级
    16 #对实例的属性操作,触发的都是描述符的
    17 r1=Room('厕所',1,1)
    18 r1.name
    19 r1.name='厨房'
     1 class Foo:
     2     def __get__(self, instance, owner):
     3         print('get')
     4  
     5 class Room:
     6     name=Foo()
     7     def __init__(self,name,width,length):
     8         self.name=name
     9         self.width=width
    10         self.length=length
    11  
    12  
    13 #name是一个非数据描述符,因为name=Foo()而Foo没有实现set方法,因而比实例属性有更低的优先级
    14 #对实例的属性操作,触发的都是实例自己的
    15 r1=Room('厕所',1,1)
    16 r1.name
    17 r1.name='厨房'

    非数据描述符>找不到

    1 class Foo:
    2   def func(self):
    3     print('我胡汉三又回来了')
    4  
    5   def __getattr__(self, item):
    6     print('找不到了当然是来找我啦',item)
    7 
    8 f1=Foo()
    9 f1.xxxxxxxxxxx
    5 描述符使用
            众所周知,python是弱类型语言,即参数的赋值没有类型限制,下面我们通过描述符机制来实现类型限制功能
     
    牛刀小试
     1 class Str:
     2     def __init__(self,name):
     3         self.name=name
     4     def __get__(self, instance, owner):
     5         print('get--->',instance,owner)
     6         return instance.__dict__[self.name]
     7     def __set__(self, instance, value):
     8         print('set--->',instance,value)
     9         instance.__dict__[self.name]=value
    10     def __delete__(self, instance):
    11         print('delete--->',instance)
    12         instance.__dict__.pop(self.name)
    13  
    14  
    15 class People:
    16     name=Str('name')
    17     def __init__(self,name,age,salary):
    18         self.name=name
    19         self.age=age
    20         self.salary=salary
    21  
    22 p1=People('egon',18,3231.3)
    23  
    24 #调用
    25 print(p1.__dict__)
    26 p1.name
    27  
    28 #赋值
    29 print(p1.__dict__)
    30 p1.name='egonlin'
    31 print(p1.__dict__)
    32  
    33 #删除
    34 print(p1.__dict__)
    35 del p1.name
    36 print(p1.__dict__)

    拔刀相助

     1 class Str:
     2     def __init__(self,name):
     3         self.name=name
     4     def __get__(self, instance, owner):
     5         print('get--->',instance,owner)
     6         return instance.__dict__[self.name]
     7  
     8     def __set__(self, instance, value):
     9         print('set--->',instance,value)
    10         instance.__dict__[self.name]=value
    11     def __delete__(self, instance):
    12         print('delete--->',instance)
    13         instance.__dict__.pop(self.name)
    14  
    15  
    16 class People:
    17     name=Str('name')
    18     def __init__(self,name,age,salary):
    19         self.name=name
    20         self.age=age
    21         self.salary=salary
    22  
    23 #疑问:如果我用类名去操作属性呢
    24 People.name #报错,错误的根源在于类去操作属性时,会把None传给instance

      修订__get__方法

     1 class Str:
     2     def __init__(self,name):
     3         self.name=name
     4     def __get__(self, instance, owner):
     5         print('get--->',instance,owner)
     6         if instance is None:  # 方便直接用类去调用属性时,不会报错,会返回一个Str对象
     7             return self
     8         return instance.__dict__[self.name]
     9  
    10     def __set__(self, instance, value):
    11         print('set--->',instance,value)
    12         instance.__dict__[self.name]=value
    13     def __delete__(self, instance):
    14         print('delete--->',instance)
    15         instance.__dict__.pop(self.name)
    16  
    17  
    18 class People:
    19     name=Str('name')
    20     def __init__(self,name,age,salary):
    21         self.name=name
    22         self.age=age
    23         self.salary=salary
    24
    25 print(People.name) #完美,解决

    磨刀霍霍

     1 class Str:
     2     def __init__(self,name,expected_type):
     3         self.name=name
     4         self.expected_type=expected_type
     5     def __get__(self, instance, owner):
     6         print('get--->',instance,owner)
     7         if instance is None:
     8             return self
     9         return instance.__dict__[self.name]
    10  
    11     def __set__(self, instance, value):
    12         print('set--->',instance,value)
    13         if not isinstance(value,self.expected_type): #如果不是期望的类型,则抛出异常
    14             raise TypeError('Expected %s' %str(self.expected_type))
    15         instance.__dict__[self.name]=value
    16     def __delete__(self, instance):
    17         print('delete--->',instance)
    18         instance.__dict__.pop(self.name)
    19  
    20  
    21 class People:
    22     name=Str('name',str) #新增类型限制str
    23     def __init__(self,name,age,salary):
    24         self.name=name
    25         self.age=age
    26         self.salary=salary
    27  
    28 p1=People(123,18,3333.3) #传入的name因不是字符串类型而抛出异常

    大刀阔斧

     1 class Typed:
     2     def __init__(self,name,expected_type):
     3         self.name=name
     4         self.expected_type=expected_type
     5     def __get__(self, instance, owner):
     6         print('get--->',instance,owner)
     7         if instance is None:
     8             return self
     9         return instance.__dict__[self.name]
    10  
    11     def __set__(self, instance, value):
    12         print('set--->',instance,value)
    13         if not isinstance(value,self.expected_type):
    14             raise TypeError('Expected %s' %str(self.expected_type))
    15         instance.__dict__[self.name]=value
    16     def __delete__(self, instance):
    17         print('delete--->',instance)
    18         instance.__dict__.pop(self.name)
    19  
    20  
    21 class People:
    22     name=Typed('name',str)
    23     age=Typed('name',int)
    24     salary=Typed('name',float)
    25     def __init__(self,name,age,salary):
    26         self.name=name
    27         self.age=age
    28         self.salary=salary
    29  
    30 p1=People(123,18,3333.3)
    31 p1=People('egon','18',3333.3)
    32 p1=People('egon',18,3333)

      大刀阔斧之后我们已然能实现功能了,但是问题是,如果我们的类有很多属性,你仍然采用在定义一堆类属性的方式去实现,low,这时候我需要教你一招:独孤九剑

     
    类的装饰器:无参
     1 def decorate(cls):
     2     print('类的装饰器开始运行啦------>')
     3     return cls
     4  
     5 @decorate  # 无参:People=decorate(People)
     6 class People:
     7     def __init__(self,name,age,salary):
     8         self.name=name
     9         self.age=age
    10         self.salary=salary
    11  
    12 p1=People('egon',18,3333.3)

    类的装饰器:有参

    def typeassert(**kwargs):
        def decorate(cls):
            print('类的装饰器开始运行啦------>',kwargs)
            return cls
        return decorate
     
    @typeassert(name=str,age=int,salary=float) 
    #有参: 1.运行typeassert(...)返回结果是decorate,此时参数都传给kwargs 
    #     2.People=decorate(People)
    class People:
        def __init__(self,name,age,salary):
            self.name=name
            self.age=age
            self.salary=salary
     
    p1=People('egon',18,3333.3)

    终极大招

    刀光剑影
     1 class Typed:
     2     def __init__(self,name,expected_type):
     3         self.name=name
     4         self.expected_type=expected_type
     5     def __get__(self, instance, owner):
     6         print('get--->',instance,owner)
     7         if instance is None:
     8             return self
     9         return instance.__dict__[self.name]
    10  
    11     def __set__(self, instance, value):
    12         print('set--->',instance,value)
    13         if not isinstance(value,self.expected_type):
    14             raise TypeError('Expected %s' %str(self.expected_type))
    15         instance.__dict__[self.name]=value
    16     def __delete__(self, instance):
    17         print('delete--->',instance)
    18         instance.__dict__.pop(self.name)
    19  
    20 def typeassert(**kwargs):
    21     def decorate(cls):
    22         print('类的装饰器开始运行啦------>',kwargs)
    23         for name,expected_type in kwargs.items():
    24             setattr(cls,name,Typed(name,expected_type))
    25         return cls
    26     return decorate
    27  
    28 @typeassert(name=str,age=int,salary=float)
    29 # 有参:1.运行typeassert(...)返回结果是decorate,此时参数都传给kwargs
    30 #     2.People=decorate(People)
    31 class People:
    32     def __init__(self,name,age,salary):
    33         self.name=name
    34         self.age=age
    35         self.salary=salary
    36  
    37 print(People.__dict__)
    38 p1=People('egon',18,3333.3)
    6 描述符总结
            描述符是可以实现大部分python类特性中的底层魔法,包括@classmethod,@staticmethd,@property甚至是__slots__属性
            描述符是很多高级库和框架的重要工具之一,描述符通常是使用到装饰器或者元类的大型框架中的一个组件.
     
    7 利用描述符原理完成一个自定制@property,实现延迟计算
            (本质就是把一个函数属性利用装饰器原理做成一个描述符:类的属性字典中函数名为key,value为描述符类产生的对象)
     
    @property回顾
     1 class Room:
     2     def __init__(self,name,width,length):
     3         self.name=name
     4         self.width=width
     5         self.length=length
     6  
     7     @property
     8     def area(self):
     9         return self.width * self.length
    10  
    11 r1=Room('alex',1,1)
    12 print(r1.area)
    自己做一个@property
     1 class Lazyproperty:
     2     def __init__(self,func):
     3         self.func=func
     4     def __get__(self, instance, owner):
     5         print('这是我们自己定制的静态属性,r1.area实际是要执行r1.area()')
     6         if instance is None:
     7             return self
     8         return self.func(instance) #此时你应该明白,到底是谁在为你做自动传递self的事情
     9  
    10 class Room:
    11     def __init__(self,name,width,length):
    12         self.name=name
    13         self.width=width
    14         self.length=length
    15  
    16     @Lazyproperty #area=Lazyproperty(area) 相当于定义了一个类属性,即描述符
    17     def area(self):
    18         return self.width * self.length
    19  
    20 r1=Room('alex',1,1)
    21 print(r1.area)
    实现延迟计算功能
     1 class Lazyproperty:
     2     def __init__(self,func):
     3         self.func=func
     4     def __get__(self, instance, owner):
     5         print('这是我们自己定制的静态属性,r1.area实际是要执行r1.area()')
     6         if instance is None:
     7             return self
     8         else:
     9             print('--->')
    10             value=self.func(instance)
    11             setattr(instance,self.func.__name__,value) #计算一次就缓存到实例的属性字典中
    12             return value
    13 
    14 class Room:
    15     def __init__(self,name,width,length):
    16         self.name=name
    17         self.width=width
    18         self.length=length
    19 
    20     @Lazyproperty #area=Lazyproperty(area) 相当于'定义了一个类属性,即描述符'
    21     def area(self):
    22         return self.width * self.length
    23 
    24 r1=Room('alex',1,1)
    25 print(r1.area) #先从自己的属性字典找,没有再去类的中找,然后出发了area的__get__方法
    26 print(r1.area) #先从自己的属性字典找,找到了,是上次计算的结果,这样就不用每执行一次都去计算
    一个小的改动,延迟计算的美梦就破碎了
     1 #缓存不起来了
     2 class Lazyproperty:
     3     def __init__(self,func):
     4         self.func=func
     5     def __get__(self, instance, owner):
     6         print('这是我们自己定制的静态属性,r1.area实际是要执行r1.area()')
     7         if instance is None:
     8             return self
     9         else:
    10             value=self.func(instance)
    11             instance.__dict__[self.func.__name__]=value
    12             return value
    13             # return self.func(instance) #此时你应该明白,到底是谁在为你做自动传递self的事情
    14     def __set__(self, instance, value):
    15         print('hahahahahah')
    16  
    17 class Room:
    18     def __init__(self,name,width,length):
    19         self.name=name
    20         self.width=width
    21         self.length=length
    22  
    23     @Lazyproperty #area=Lazyproperty(area) 相当于定义了一个类属性,即描述符
    24     def area(self):
    25         return self.width * self.length
    26  
    27 print(Room.__dict__)
    28 r1=Room('alex',1,1)
    29 print(r1.area)
    30 print(r1.area)
    31 print(r1.area)
    32 print(r1.area) #缓存功能失效,每次都去找描述符了,为何,因为描述符实现了set方法,它由非数据描述符变成了数据描述符,数据描述符比实例属性有更高的优先级,因而所有的属性操作都去找描述符了
    8 利用描述符原理完成一个自定制@classmethod
     
    自己做一个@classmethod
     1 class ClassMethod:
     2     def __init__(self,func):
     3         self.func=func
     4  
     5     def __get__(self, instance, owner):  # 类来调用,instance为None,owner为类本身,实例来调用,instance为实例,owner为类本身,
     6         def feedback():
     7             print('在这里可以加功能啊...')
     8             return self.func(owner)
     9         return feedback
    10  
    11 class People:
    12     name='linhaifeng'
    13     @ClassMethod # say_hi=ClassMethod(say_hi)
    14     def say_hi(cls):
    15         print('你好啊,帅哥 %s' %cls.name)
    16  
    17 People.say_hi()
    18  
    19 p1=People()
    20 p1.say_hi()  # 疑问,类方法如果有参数呢,好说,好说
    21  
    22 class ClassMethod:
    23     def __init__(self,func):
    24         self.func=func
    25  
    26     def __get__(self, instance, owner): #类来调用,instance为None,owner为类本身,实例来调用,instance为实例,owner为类本身,
    27         def feedback(*args,**kwargs):
    28             print('在这里可以加功能啊...')
    29             return self.func(owner,*args,**kwargs)
    30         return feedback
    31  
    32 class People:
    33     name='linhaifeng'
    34     @ClassMethod # say_hi=ClassMethod(say_hi)
    35     def say_hi(cls,msg):
    36         print('你好啊,帅哥 %s %s' %(cls.name,msg))
    37  
    38 People.say_hi('你是那偷心的贼')
    39  
    40 p1=People()
    41 p1.say_hi('你是那偷心的贼')

    9 利用描述符原理完成一个自定制的@staticmethod

    自己做一个@staticmethod
     1 class StaticMethod:
     2     def __init__(self,func):
     3         self.func=func
     4  
     5     def __get__(self, instance, owner): #类来调用,instance为None,owner为类本身,实例来调用,instance为实例,owner为类本身,
     6         def feedback(*args,**kwargs):
     7             print('在这里可以加功能啊...')
     8             return self.func(*args,**kwargs)
     9         return feedback
    10  
    11 class People:
    12     @StaticMethod# say_hi=StaticMethod(say_hi)
    13     def say_hi(x,y,z):
    14         print('------>',x,y,z)
    15  
    16 People.say_hi(1,2,3)
    17  
    18 p1=People()
    19 p1.say_hi(4,5,6)
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