• 面向对象编程——获取对象信息(五)


    当我们拿到一个对象的引用时,如何知道这个对象是什么类型、有哪些方法呢?

    使用type()

    首先,我们来判断对象类型,使用type()函数

    基本类型都可以用type()类型:

    >>> type(123)
    <class 'int'>
    >>> type('str')
    <class 'str'>
    >>> type(None)
    <class 'NoneType'>

    如果一个变量指向函数或者类,也可以用type()判断:

    >>> type(abs)
    <class 'builtin_function_or_method'>
    >>> type(a)
    <class '__main__.Animal'>

    但是type()函数返回的是什么类型呢?它返回对应的class类型。如果我们要在if语句中判断,就需要比较两个变量的type类型是否相同:

    >>> type(123) == type(456)
    True
    >>> type(123) == int
    True
    >>> type('123') == type('abc')
    True
    >>> type('abc') == str
    True
    >>> type('abc') == type(123)
    False

    判断基本数据类型可以直接写int,str等,但如果要判断一个对象是否是函数怎么办?可以使用types模块中定义的常量:

    >>> type(fn) == types.FunctionType
    True
    >>> type(abs) == types.BuiltinFunctionType
    True
    >>> type(lambda x:x) == types.LambdaType
    True
    >>> type((x for x in range(10))) == types.GeneratorType
    True

    使用isinstance()

    对于class的继承关系来说,使用type()就很不方便。我们要判断class的类型,可以使用isinstance()函数。

    我们回顾上次的例子,如过继承关系是:

    object -> Animal -> Dog -> Husky

    那么,isinstance()就可以告诉我们,一个对象是否是某种类型。先创建3种类型的对象:

    >>>a = Animal()
    >>>d = Dog()
    >>>h = Husky()

    然后,判断:

    >>>isinstance(h,Husky)
    True

    没有问题,因为h变量指向的就是Husky对象。

    再判断:

    >>>isinstance(h,Dog)
    True

    h虽然自身是Husky类型,但由于Husky是从Dog继承下来的,所以,h也还是Dog类型。换句话说,isinstance()判断的是一个对象是否是类型本身,或者位于该类型的父继承链上。

    因此,我们可以确信,h还是Animal类型:

    >>>isinstance(h,Animal)
    True

    同理,实际类型是Dog的d也是Animal类型:

    >>>isinstance(d,Dog) and isinstance(d,Animal)
    True

    但是,d不是Husky类型:

    >>>isinstance(d,Husky)
    True

    能用type()判断的基本类型也可以用isinstance()判断:

    >>> isinstance('a',str)
    True
    >>> isinstance(123,int)
    True
    >>> isinstance(b'a',bytes)
    True

    并且可以判断可以判断某些变量是否是某些类型中的一种,比如下面的代码就可以判断是否是list或者tuple:

    >>> isinstance([1,2,3],(list,tuple))  #一对多匹配
    True
    >>> isinstance((1,2,3),(list,tuple))
    True
    >>> isinstance([1,2,3],[list,tuple])  #后面不能使用列表
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: isinstance() arg 2 must be a type or tuple of types

    总是优先使用isinstance()判断类型,可以将指定类型及子类“一网打尽”。

    使用dir()

    如果要获得一个对象的所有属性和方法,可以使用dir()函数,它返回一个包含字符串的list,比如,获得一个str对象的所有属性和方法:

    >>> dir('ABC')
    ['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__',........'upper', 'zfill']

    类似__xxx__的属性和方法在python中都有特殊用途,比如__len__方法返回长度。

    在python中,如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度,实际上,在len()函数内部,它自动去调用该对象的__len__()方法,所以下面的代码是等价的:

    >>> len('ABC')
    3
    >>> 'ABC'.__len__()
    3

    我自己写的类,如果也想用len(myObj)的话,就自己写一个__len__()方法:

    >>> class MyDog(object):
    ...     def __len__(self):
    ...         return 100
    ...
    >>> dog = MyDog()
    >>> len(dog)   #调用自己的方法
    100

    剩下的都是普通属性或方法,比如lower()返回小写的字符串:

    >>> 'ABC'.lower()
    'abc'

    仅仅把属性和方法列出来是不够的,配合getattr()、setattr()以及hasattr(),我们可以直接操作一个对象的状态:

    >>> class MyObject(object):
    ...     def __init__(self):
    ...         self.x = 9
    ...     def power(self):
    ...         return self.x * self.x
    ...
    >>> obj = MyObject()

    紧接着可以测试该对象的属性:

    >>> hasattr(obj,'x')   #该对象有“x”属性吗?
    True
    >>> hasattr(obj,'y')   #该对象有“y”属性吗?
    False
    >>> setattr(obj,'y',19)#设置一个新的属性“y”
    >>> hasattr(obj,'y')   #该对象有“y”属性吗?
    True                   #有
    >>> getattr(obj,'y')   #获取该对象的“y”属性的值
    19
    >>> obj.y   #还可以这样获取属性喔
    19

    如果试图获取不存在的属性,会抛出AttributeError的错误:

    >>> getattr(obj,'z')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'MyObject' object has no attribute 'z'

    可以传入一个default参数,如果属性不存在,就返回默认值:

    >>> getattr(obj,'z',404)
    404

    也可以获得对象的方法:

    >>> hasattr(obj,'power')   #有属性‘power’吗?
    True
    >>> getattr(obj,'power')   #获取属性“power”
    <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x000002B4BA7C1710>>
    >>> fn = getattr(obj,'power')  #获取属性“power”并赋值到变量fn
    >>> fn   #fn指向obj.power
    <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x000002B4BA7C1710>>
    >>> obj.power  #其实是一样的
    <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x000002B4BA7C1710>>
    >>> fn()   #执行方法
    81

    小结

    通过内置的一系列函数,我们可以对任意一个python对象进行剖析,拿到其内部的数据。

    要注意的是,只有在不知道对象信息的时候,我们才会获取对象信息。如果可以直接写:

    >>> sum = obj.x + obj.y
    >>> sum
    28

    就不要写:

    >>> num = getattr(obj,'x') + getattr(obj,'y')
    >>> num
    28    #虽然得到了同样的结果

    一个正确的用法的例子如下:

    >>> def readImage(fp):
    ...     if hasattr(fp,'read'):  #先判断是否有read属性
    ...         return readImage(fp)
    ...     return None

    假设我们希望从文件流fp中读取图像,我们首先要判断fp对象是否存在read方法,

    如果存在,则该对象是一个流,如果不存在,则无法读取。hasattr()就派上了用场

    请注意,在python这类动态语言中,根据鸭子类型,有read()方法,不代表该对象就是一个文件流,

    它也可能是网络流,也可能是内存中的一个字节流,但只要read()方法返回的是有效的图像数据,就不影响读取图像的功能。

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