python 属性方法调用_Python实例属性控制的四种方法综述,手段,总结

Python 作为动态语言，其一大特性就是对其属性(变量)的动态控制。而这种控制主要表现在 set(赋值)、get(访问)、delete(删除)这三方面。在学习 Python 过程中，也涉及到了大量相关的方法，比如

@.setter

、

__setarri__

、

__set__

等等一系列容易混淆的概念，今特作整理，以享。

tip：Python本身内容庞杂，所以这里除了描述符，基本上只涉及到实例属性的控制，类属性、父类属性等尚未完全总结测试。另本文中称特殊方法(special method)为魔术方法。

属性绑定

实例属性添加、删除

首先从定义 Account 开始，我们介绍 Python 类中对属性的动态绑定，并一步步介绍对属性的控制。

class Account(object):

def __init__(self, name):

self.name = name

在 Python 中，一切皆对象，所有实例都维护一个包含所有实例属性的字典，我们可以通过访问实例的特殊成员

__dict__

来获取该字典，对实例属性的控制也都会反映到字典中，同样我们也可以通过直接控制字典来控制实例属性。上面我们设计了一个类

Account

，接下来我们对一个实例

a

的属性进行一系列操作，如下：

>>> a=Account("xzhang")

>>> (a.__dict__)["name"]="xyzhang"

>>> a.__dict__

{'name': 'xyzhang'}

>>> a.number=1201

>>> a.__dict__

{'name': 'xzhang', 'number': 1201}

>>> del a.error

AttributeError: error

在实际代码中，我们更倾向于使用

a.number = 1201

，即

.

操作这种“优雅”的方式来为

a

添加一个新的属性，然而 Python 的解释器会去自动调用魔术方法

__setattr__(self, key, value)

，该方法是为某个属性赋值时解释器去自动调用的，需要注意的是“

只要是属性被修改或者是赋值，不管这个属性是实例属性、类属性、父类的类属性；亦或者是已经存在的属性、不存在的属性，只要是修改和赋值，都会调用到该方法

”。当我们想删除这个属性时,同样我们更喜欢使用

del a.number

，实际则会调用魔术方法

__delattr__(self, key)

，需要注意的是“

该函数只能够删除已经存在的实例属性，对于不存在的属性和类属性是不能够删除的

”。

这是我们接触到的第一类属性控制方法，但我们往往很少直接使用这种方法，因为有更"优雅"的代码写法。不过作为魔术方法，我们是可以自定义的，比如

print

一些 log。

__getattr__()

与

__getattrribute__()

这时你可能会发现我们好像遗漏了 get 方法。没错，Python 中确实存在

__getattr__()

方法，但是另有它用，因为访问(get)一个已经存在的属性是一件很自然的事情。

那么在介绍该函数之前，我们先介绍另一个魔术方法

__getattrribute__(self, key)

，该方法就是完成我们上面提到的这个自然的事情——当我们访问一个

已经存在

的属性(也包括方法)时都会

首先自动

调用该方法，因此它还被称作“属性拦截器”。同样它也支持自定义。

接下来我们回过头介绍

__getattr__(self, key)

，该方法是

当用户尝试访问一个根本不存在的属性时

，来定义类的行为的。比如：

def __getattr__(self, key):

if key == "id":

return 180

if key == "full_number"

return self.number*2

else:

return "no attrributed"

>>> a.id

180

最后补充一下解释器如何查找

object.key

以确定属性不存在，并去调用

__getattr__()

方法的。其查找属性先后顺序为：

特性

实例属性(实例的

__dict__

)

类属性(类的

__dict__

)

父类的类属性

如果均查找失败，表示此属性不存在，这才会调用

__getattr__()

方法，如果再次失败则会抛出 AttributeError 异常。如果出现重名属性，解释器则依据顺序访问。

注意无限递归问题

最后，需要提醒的就是在自定义上面的函数时，要注意无效递归问题。如下：

def __getattribute__(self, key):

if key == "name":

print("call __getattribute__()")

return self.name

else:

return super(Account, self).__getattribute__(key)

>>> a.name

······

RecursionError: maximum recursion depth exceeded in comparison

代码中我们只是想添加一行打印记录，再返回

self.name

，但是解释器提示“RecursionError”，即无限递归。原因是当我们想返回

self.name

时，解释器会“傻傻地”再次调用

__getattrribute__

方法，造成递归调用。而如果我们不显式地返回值，系统将为我们返回

None

。办法如代码中

else:

段所示，我们去调用父类中的同名方法便是，让父类替我们去完成，因为我们知道所有用户自定义的类都有一个默认的父类——

object

。

内省方法

getattr()

,

setattr()

,

delattr()

我们再引入一套新的属性管理手段。这三个内省方法共同组成了一套控制属性 set、get、delete 的手段。

getattr(object, key[, default])

获取对象

object

中

key

属性的值，如果不存在，则返回默认值

default

。

setattr(object, key, value)

给对象

object

的属性

key

赋值

value

，如果属性不存在，先创建再赋值。

delattr(object, key)

删除对象

object

的属性

key

，如果属性

key

不存在，则报

AttributeError

异常。

我们同样需要注意其无限递归问题，如下代码：

class Account(object):

def __init__(self, name):

self.name = name

def __setattr__(self, key, value):

if key == "number":

print("key.number call __setattr__")

setattr(key, value)

else:

print("call __setattr__")

super(Account, self).__setattr__(key, value)

>>> a=Account("xzhang")

call __setattr__

>>> a.name="xyzhang"

call __setattr__

>>> a.number=12

······

RecursionError: maximum recursion depth exceeded while calling a Python object

当解释器检测到没有 number 属性并调用

__setattr__

方法，当运行到

setattr()

时，解释器也会递归调用

__setattr__

方法。另外代码中也演示了在初始化实例过程中，当代码运行到

self.name = name

时，也会调用

__setattr__()

方法，因此一定要注意在引入上面讲到的魔术方法后

self.name

的使用。

属性控制方式

以上分别介绍了两种控制属性的手段，一套是魔术方法，一套是内省方法。然而 Python 设计者认为这样的 Python 还不够“优雅”。主要有以下两个痛点：

当我们想单独控制类内的某一个固定属性时，使用

if key == "name:"

这种方式不够“优雅”。

当我们想设计一套控制属性的方法，并拿来在同一类的不同属性甚至是多个类中复用时，Python 还缺少一种“优雅”的调用手段。

特性(property)

于是为了解决第一个问题，特性作为一种特殊的属性被提了出来，包括了：

@property

作为 get 方法。

@name.setter

作为 set 方法，将其中 name 改写为你要控制的属性名 name，而非 key(即非字符串不包括引号)。

@name.deleter

作为 delete 方法，其中 name 与上同理。

只要在类中包含以上三个被装饰器修饰的方法(或者只有第一个方法)，则具备了特性功能，这里给出设计和使用特性的关键代码如下：

@property

def name(self):

pass

@name.setter

def name(self,value):

pass

@name.deleter

def name(self):

pass

>>> a.name # 调用property name()方法

······

>>> a.name="xzhang" # 调用setter name(a, "xzhang")

>>> del name # 调用deleter name(a)

可以看到特性的实现手法是利用了类装饰器，但是要注意其被提高到了类似于关键字的层面，即你不需要

import

任何东西便可以使用它们。

实际上特性的使用更多的是为了遵循统一访问原则，即当我们想访问实例属性时我们虽然通过

=

赋值符号，但是其内部自动调用了被装饰的方法，从而减少了()函数作用符号的使用，使得代码更加“优雅”的同时，实现了对内部数据的封装。

描述符(descriptor)

为了解决第二个问题，Python 引入了一个新的功能————描述符(官方文档翻译为描述器)。其作用就是将一种自定义的属性控制机制单独抽象出来使用。在 Python 中我们规定，如果在一个类中给定义了魔术方法

__get__

、

__set__

、

__delete__

中的任意一个，那么我们就可以将这个类称之为描述符。对应这三个魔术方法：

__get__(self, instance, cls)

self

描述符的实例

instance

使用描述符的那个类的实例

cls

使用描述符的那个类

__set__(self, instance,value)

__delete__(self, instance)

这里给出创建和使用描述符的关键代码：

class Mydescriptor():

def __init__(self, name, type, default=None):

self.name = "_" + name

self.type = type

self.default = default if default else type()

def __get__(self, instance, cls):

print("call __get__()")

return getattr(instance, self.name, self.default)

def __set__(self, instance, value):

print("call __set__()")

setattr(instance, self.name, value)

def __delete__(self, instance):

print("call __delete__()")

class Foo():

def __init__(self, name):

self.m_name = Mydescriptor(name, str, " ")

g_name = Mydescriptor("xzhang", str, " ")

a = Foo("xzhang")

my_name = a.m_name

my_name = a.g_name # 隐式调用Foo.name.__get__(a,Foo)

a.g_name = "xyzhang" # 隐式调用Foo.name.__set__(a,"xzhang")

del a.g_name # 隐式调用Foo.name.__delete__(a)

如上所示，需要注意的一点是：

“描述符只能在类级别上进行实例化，不能通过在

__init__()

和其他方法中创建描述符对象来为一个实例创建描述符”

，换句话说，描述符所创建的实例一定是类属性，而不是实例属性。也就是说代码中

my_name = a.m_name

实际并不会调用

__get__()

方法。

tip：类装饰器属性可以通过类名和实例名访问，但是测试发现混用时可能发生无法自动调用对应魔术方法的情况。

总结我们介绍了一共四种属性控制手段，包括魔术方法、内省函数、特性、描述符，以及一个

__getattribute__()

方法。实际上我们还同时给自己留了一个坑：特性属性、描述符属性与普通的实例属性、类属性的访问优先级，虽然正常情况，我们应该避免重名情况的发生；以及众多魔术方法自动调用顺序问题，精力有限，待以后再填。