python数据结构算法题一百三十四：属性的代理访问

问题
你想将某个实例的属性访问代理到内部另一个实例中去，目的可能是作为继承的一个替代方法或者实现代理模式。
解决方案
简单来说，代理是一种编程模式，它将某个操作转移给另外一个对象来实现。最简单的形式可能是像下面这样：

def spam(self, x):
pass
def foo(self):
pass
class B1:
""" 简单的代理"""
def __init__(self):
self._a = A()
def spam(self, x):
# Delegate to the internal self._a instance
return self._a.spam(x)
def foo(self):
# Delegate to the internal self._a instance
return self._a.foo()
def bar(self):
pass

如果仅仅就两个方法需要代理，那么像这样写就足够了。但是，如果有大量的方法需要代理，那么使用 getattr() 方法或许或更好些：

""" 使用__getattr__ 的代理，代理方法比较多时候"""
def __init__(self):
self._a = A()
def bar(self):
pass
# Expose all of the methods defined on class A
def __getattr__(self, name):
""" 这个方法在访问的 attribute 不存在的时候被调用
the __getattr__() method is actually a fallback method
that only gets called when an attribute is not found"""
return getattr(self._a, name)

getattr__ 方法是在访问 attribute 不存在的时候被调用，使用演示：

b.bar() # Calls B.bar() (exists on B)
b.spam(42) # Calls B.__getattr__('spam') and delegates to A.spam

另外一个代理例子是实现代理模式，例如：

# exposes its public attributes
class Proxy:
def __init__(self, obj):
self._obj = obj
# Delegate attribute lookup to internal obj
def __getattr__(self, name):
print('getattr:', name)
return getattr(self._obj, name)
# Delegate attribute assignment
def __setattr__(self, name, value):
if name.startswith('_'):
super().__setattr__(name, value)
else:
print('setattr:', name, value)
setattr(self._obj, name, value)
# Delegate attribute deletion
def __delattr__(self, name):
if name.startswith('_'):
super().__delattr__(name)
else:
print('delattr:', name)
delattr(self._obj, name)

使用这个代理类时，你只需要用它来包装下其他类即可：

def __init__(self, x):
self.x = x
def bar(self, y):
print('Spam.bar:', self.x, y)
# Create an instance
s = Spam(2)
# Create a proxy around it
p = Proxy(s)
# Access the proxy
print(p.x) # Outputs 2
p.bar(3) # Outputs "Spam.bar: 2 3"
p.x = 37 # Changes s.x to 37

通过自定义属性访问方法，你可以用不同方式自定义代理类行为 (比如加入日志功能、只读访问等)。
讨论
代理类有时候可以作为继承的替代方案。例如，一个简单的继承如下：

def spam(self, x):
print('A.spam', x)
def foo(self):
print('A.foo')
class B(A):
def spam(self, x):
print('B.spam')
super().spam(x)
def bar(self):
print('B.bar')

使用代理的话，就是下面这样：

def spam(self, x):
print('A.spam', x)
def foo(self):
print('A.foo')
class B:
def __init__(self):
self._a = A()
def spam(self, x):
print('B.spam', x)
self._a.spam(x)
def bar(self):
print('B.bar')
def __getattr__(self, name):
return getattr(self._a, name)

当实现代理模式时，还有些细节需要注意。首先，getattr() 实际是一个后备方法，只有在属性不存在时才会调用。因此，如果代理类实例本身有这个属性的话，那么不会触发这个方法的。另外，setattr() 和 delattr() 需要额外的魔法来区分代理实例和被代理实例 _obj 的属性。一个通常的约定是只代理那些不以下划线 _开头的属性 (代理类只暴露被代理类的公共属性)。
还有一点需要注意的是，getattr() 对于大部分以双下划线 (__) 开始和结尾的属性并不适用。比如，考虑如下的类：

"""__getattr__ 对于双下划线开始和结尾的方法是不能用的，需要一个个去重定义"""
def __init__(self):
self._items = []
def __getattr__(self, name):
return getattr(self._items, name)

如果是创建一个 ListLike 对象，会发现它支持普通的列表方法，如 append() 和insert()，但是却不支持 len()、元素查找等。例如：

>>> a.append(2)
>>> a.insert(0, 1)
>>> a.sort()
>>> len(a)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in 
TypeError: object of type 'ListLike' has no len()
>>> a[0]
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in 
TypeError: 'ListLike' object does not support indexing
>>>

为了让它支持这些方法，你必须手动的实现这些方法代理：

"""__getattr__ 对于双下划线开始和结尾的方法是不能用的，需要一个个去重定义"""
def __init__(self):
self._items = []
def __getattr__(self, name):
return getattr(self._items, name)
# Added special methods to support certain list operations
def __len__(self):
return len(self._items)
def __getitem__(self, index):
return self._items[index]
def __setitem__(self, index, value):
self._items[index] = value
def __delitem__(self, index):
del self._items[index]