Python学习笔记——描述符

期盼死亡的小丑

　　在Python中，访问一个属性的优先级顺序按照如下顺序:

• 类属性
  
• 数据描述符
  
• 实例属性
  
• 非数据描述符
  
• __getattr__()方法  这个方法的完整定义如下所示:
  

     
def __getattr(self,attr) :#attr是self的一个属性名
pass;

　　先来阐述下什么叫数据描述符。
　　数据描述符是指实现了__get__,__set__,__del__方法的类属性(由于Python中，一切皆是对象，所以你不妨把所有的属性也看成是对象)
　　PS:个人觉得这里最好把数据描述符等效于定义了__get__,__set__,__del__三个方法的接口。
　　阐述下这三个方法:
　　__get__的标准定义是__get__(self,obj,type=None)，它非常接近于JavaBean的get
　　第一个函数是调用它的实例，obj是指去访问属性所在的方法，最后一个type是一个可选参数，通常为None(这个有待于进一步的研究)
　　例如给定类X和实例x，调用x.foo，等效于调用:

      
type(x).__dict__["foo"].__get__(x,type(x))

　　调用X.foo，等效于调用:

     
type(x).__dict__["foo"].__get__(None,type(x))

　　第二个函数__set__的标准定义是__set__(self,obj,val)，它非常接近于JavaBean的set方法，其中最后一个参数是要赋予的值
　　第三个函数__del__的标准定义是__del__(self,obj)，它非常接近Java中Object的Finailize()方法，指Python在回收这个垃圾对象时所调用到的析构函数，只是这个函数永远不会抛出异常。因为这个对象已经没有引用指向它，抛出异常没有任何意义。
　　接下来，我们来一一比较这些优先级.
　　首先来看类属性

     
class A(object):
foo=1.3;
print str(A.__dict__);

　　输出:

     
{"__dict__": , "__module__": "__main__",
"foo": 1.3, "__weakref__":  , "__doc__": None}

　　从上图可以看出foo属性在类的__dict__属性里，所以这里用A.foo可以直接找到。这里我们先跨过数据描述符，直接来看实例属性。

     
class A(object):
foo=1.3;
a=A();
print a.foo;
a.foo=15;
print a.foo;  

　　这里a.foo先输出1.3后输出15，不是说类属性的优先级比实例属性的优先级高吗？按理a.foo应该不变才对?其实，这里只是一个假象，真正的原因在于这里将a.foo这个引用对象，不妨将其理解为可以指向任意数据类型的指针，指向了15这个int对象。
　　不信，可以继续看:

   
class A(object):
foo=1.3;
a=A();
print a.foo;
a.foo=15;
print a.foo;
del a.foo;
print a.foo;  

　　这次在输出1.3，15后最后一次又一次的输出了1.3，原因在于a.foo最后一次又按照优先级顺序直接找到了类属性A.foo
　　然后我们来看下数据描述符这一全新的语言概念。按照之前的定义，一个实现了__get__,__set__,__del__的类都统称为数据描述符。我们来看下一个简单的例子。

   
class simpleDescriptor(object):
def __get__(self,obj,type=None) :
pass;
def __set__(self,obj,val):
pass;
def __del__(self,obj):
pass
class A(object):
foo=simpleDescriptor();
print str(A.__dict__);
print A.foo;
a=A();
print a.foo;
a.foo=13;
print a.foo;

　　这里get,set,del方法体内容都略过，虽然简单，但也不失为一个数据描述符。让我们来看下它的输出:

   
{"__dict__":  , "__module__": "__main__",
"foo":  ,
"__weakref__":  ,
"__doc__": None}
None
None
None

　　从上图可以看出，尽管我们对a.foo赋值了，但其依然为None，原因就在于__get__方法什么都不返回。
　　为了更进一步的加深对数据描述符的理解，我们简单的作下改造。

   
class simpleDescriptor(object):
def __init__(self):
self.result=None;
def __get__(self,obj,type=None) :
return self.result-10;
def __set__(self,obj,val):
self.result=val+3;
print self.result;
def __del__(self,obj):
pass
class A(object):
foo=simpleDescriptor();
a=A();
a.foo=13;
print a.foo;

　　打印的输出结果为:

   
16
6

　　第一个16为我们在对a.foo赋值的时候，人为的将13加上3后作为foo的值，第二个6是我们在返回a.foo之前人为的将它减去了10。
　　所以我们可以猜测，常规的Python类在定义get,set方法的时候，如果无特殊需求，直接给对应的属性赋值或直接返回该属性值。如果自己定义类，并且继承object类的话，这几个方法都不用定义。
　　下面我们来看下实例属性和非数据描述符。

     
class B(object):
foo=1.3;
b=B();
print b.__dict__
#print b.bar;
b.bar=13;
print b.__dict__
print b.bar;

输出结果为:
{}
{"bar": 13}
13
　　可见这里在实例b.__dict__里找到了bar属性，所以这次可以获取13了。
　　那么什么是非数据描述符呢？简单的说，就是没有实现get,set,del三个方法的所有类
　　让我们任意看一个函数的描述:

     
def hello():
pass
print dir(hello)

　　输出:

     
["__call__", "__class__", "__delattr__", "__dict__",
"__doc__",
"__get__",
"__getattribute__",
"__hash__", "__init__", "__module__", "__name__",
"__new__", "__reduce__",
"__reduce_ex__", "__repr__",
"__setattr__", "__str__", "func_closure",
"func_code",
"func_defaults", "func_dict", "func_doc", "func_globals", "func_name"]

　　从上面可以看出所有的函数都有get方法，但都没有set和del方法，所以所有的类成员函数都是非数据描述符。
　　看一个简单的例子:

     
class simpleDescriptor(object):   
def __get__(self,obj,type=None) :
return "get",self,obj,type;
class D(object):
foo=simpleDescriptor();
d=D();
print d.foo;
d.foo=15;
print d.foo;

　　输出:

     
("get",  ,
,  )
15

　　可以看出实例属性掩盖了非数据描述符。
　　最后看下__getatrr__方法。它的标准定义是:__getattr__(self,attr)，其中attr是属性名
　　让我们来看一个简单的例子:

     
class D(object):
def __getattr__(self,attr):
return attr;
#return self.attr;
d=D();
print d.foo,type(d.foo);
d.foo=15;
print d.foo;

　　输出:

     
foo
15

　　可以看的出来Python在实在找不到方法的时候，就会求助于__getattr__方法。这有点像javascript中FF的私有实现__noSuchMethod__,或ruby中的method_missing.
　　注意这里要避免无意识的递归，稍微改动下:

     
class D(object):
def __getattr__(self,attr):
#return attr;
return self.attr;
d=D();
print d.foo,type(d.foo);
d.foo=15;
print d.foo;

　　这次会直接抛出堆栈溢出的异常，就像下面这样:

     
RuntimeError: maximum recursion depth exceeded