Python：高级主题之（属性取值和赋值过程、属性描述符、装饰器）

13544870125

背景
　　学习了Javascript才知道原来属性的取值和赋值操作访问的“位置”可能不同、还有词法作用域这个东西，这也是我学习任何一门语言会注意的两个知识点，Python的作用域和Javascript几乎一致，这里就不做解释，本文重点介绍一下三个概念：

• 属性取值和赋值过程
  
• 属性描述符
  
• 装饰器
  

　　本文最好会利用这些知识介绍：如何实现自定义的@staticmethod和@classmethod。

属性取值和赋值过程

• 一切皆是对象，类型也是对象。
  
• 对象包含一个__class__属性指向其所属类型。
  
• 对象包含一个__dict__属性指向其所包含的成员（属性和方法）。
  

取值过程（下面是伪代码）



1 __getattribute__(property) logic:
2
3 descripter = find first descripter in class and bases's dict(property)
4 if descripter:
5     return descripter.__get__(instance, instance.__class__)
6 else:
7     if value in instance.__dict__
8         return value
9
10     value = find first value in class and bases's dict(property)
11     if value is a function:
12         return bounded function(value)
13     else:
14         return value
15
16 raise AttributeNotFundedException
赋值过程（下面是伪代码）



1 __setattr__(property, value)logic:
2
3 descripter = find first descripter in class and bases's dict(property)
4 if descripter:
5     descripter.__set__(instance, value)
6 else:
7     instance.__dict__[property] = value
根据取值和赋值过程的逻辑可以得出以下结论

• 赋值和取值的位置可能不同。
  
• 取值过程的伪代码第11行会返回绑定方法（我们在Javascript经常会让某个函数绑定到指定的作用域，和这个概念是一样的）。
  
• 取值和赋值过程都会先查找属性描述符，也就是说：属性描述的优先级最高，下文会介绍属性描述符。
  

属性描述符
　　什么是属性描述符？属性描述符就是一个类型，实现了三个魔法方法而已：__set__、__get__和__del__，属性描述符一般不会独立使用，必须存储在类型的__dict__中才有意义，这样才会参与到属性的取值和赋值过程，具体参见上文。
　　属性描述符



1 #属性描述符
2 class Descripter:
3     def __get__(self, instance, owner):
4         print(self, instance, owner)
5
6     def __set__(self, instance, value):
7         print(self, instance, value)
　　测试代码



1 class TestClass:
2     Des = Descripter()
3
4
5     def __getattribute__(self, name):
6         print("before __getattribute__")
7         return    super(TestClass, self).__getattribute__(name)
8         print("after __getattribute__")
9
10     def __setattr__(self, name, value):
11         print("before __setattr__")
12         super(TestClass, self).__setattr__(name, value)
13         print("after __setattr__")
14
15 test1 = TestClass()
16 test2 = TestClass()
17
18 test1.Des = None
19 test2.Des
　　输出结果



1 before __setattr__
2   None
3 after __setattr__
4 before __getattribute__
5   
　　结论
　　类型的多个实例共享同一个属性描述符实例，属性描述符的优先级高于实例的__dict__，具体自己可以测试一下。

装饰器（AOP）
　　最基本的函数装饰器



1 print("\n最基本的函数装饰器\n")
2 def log(fun):
3     def return_fun(*args, **kargs):
4         print("开始输出日志")
5
6         fun(*args, **kargs)
7
8         print("结束输出日志")
9
10     return return_fun
11
12 @log
13 def say(message):
14     print(message)
15
16 say("段光伟")
17
18 print("\n等价方法\n")
19
20 def say(message):
21     print(message)
22
23 say = log(say)
24 say("段光伟")
　　带参数的函数装饰器



1 print("\n带参数的函数装饰器\n")
2 def log(header, footer):
3     def log_to_return(fun):
4         def return_fun(*args, **kargs):
5             print(header)
6
7             fun(*args, **kargs)
8
9             print(footer)
10
11         return return_fun
12     return log_to_return
13
14 @log("开始输出日志", "结束输出日志")
15 def say(message):
16     print(message)
17
18 say("段光伟")
19
20 print("\n等价方法\n")
21
22 def say(message):
23     print(message)
24
25 say = log("开始输出日志", "结束输出日志")(say)
26 say("段光伟")
　　最基本的类型装饰器



1 print("\n最基本的类型装饰器\n")
2 def flyable(cls):
3     def fly(self):
4         print("我要飞的更高")
5     cls.fly = fly
6     
7     return cls
8
9 @flyable
10 class Man:
11     pass
12
13 man = Man()
14 man.fly()
15
16 print("\n等价方法\n")
17
18 class Man:
19     pass
20
21 Man = flyable(Man)
22
23 man = Man()
24 man.fly()
　　带参数的类型装饰器



1 print("\n带参数的类型装饰器\n")
2 def flyable(message):
3     def flyable_to_return(cls):
4         def fly(self):
5             print(message)
6         cls.fly = fly
7         
8         return cls
9     return flyable_to_return
10
11 @flyable("我要飞的更高")
12 class Man:
13     pass
14
15 man = Man()
16 man.fly()
17
18 print("\n等价方法\n")
19
20 class Man:
21     pass
22
23 Man = flyable("我要飞的更高")(Man)
24
25 man = Man()
26 man.fly()
　　备注：可以使用多个装饰器，不过要保证签名的装饰器也是返回的一个方法或类型。

自己实现@staticmethod和@classmethod
　　理解了属性的取值和赋值过程，开发自定义@staticmethod和@classmethod就不成问题了，let up do it！
　　代码



1 class MyStaticObject:
2     def __init__(self, fun):
3         self.fun = fun;
4
5     def __get__(self, instance, owner):
6         return self.fun
7
8 def my_static_method(fun):
9     return MyStaticObject(fun)
10
11 class MyClassObject:
12     def __init__(self, fun):
13         self.fun = fun;
14
15     def __get__(self, instance, owner):
16         def class_method(*args, **kargs):
17             return self.fun(owner, *args, **kargs)
18
19         return class_method
20
21 def my_class_method(fun):
22     return MyClassObject(fun)
23
24 class C(object):
25     """docstring for C"""
26
27     def test_instance_method(self):
28         print(self)
29
30     @staticmethod
31     def test_static_method(message):
32         print(message)
33
34     @my_static_method
35     def test_my_static_method(message):
36         print(message)
37
38     @classmethod
39     def test_class_method(cls):
40         print(cls)
41
42     @my_class_method
43     def test_my_class_method(cls):
44         print(cls)
45
46 print("\n实例方法测试")
47 c = C()
48 print(C.test_instance_method)
49 print(C.__dict__["test_instance_method"])
50 print(c.test_instance_method)   
51 C.test_instance_method(c)
52 c.test_instance_method()
53
54 print("\n静态方法测试")
55 print(C.test_static_method)
56 print(C.__dict__["test_static_method"])
57 print(c.test_static_method)
58 C.test_static_method("静态方法测试")
59 c.test_static_method("静态方法测试")
60
61 print("\n自定义静态方法测试")
62 print(C.test_my_static_method)
63 print(C.__dict__["test_my_static_method"])
64 print(c.test_my_static_method)
65 C.test_my_static_method("自定义静态方法测试")
66 c.test_my_static_method("自定义静态方法测试")
67
68 print("\n类方法测试")
69 print(C.test_class_method)
70 print(C.__dict__["test_class_method"])
71 print(c.test_class_method)
72 C.test_class_method()
73 c.test_class_method()
74
75 print("\n自定义类方法测试")
76 print(C.test_my_class_method)
77 print(C.__dict__["test_my_class_method"])
78 print(c.test_my_class_method)
79
80 C.test_my_class_method()
81 c.test_my_class_method()
82
83 print("\n对象上的方法不会返回绑定方法，对象描述符也不会起作用")
84 def test(self):
85     print(self)
86
87 c.test = test
88
89 c.test("测试")
　　结果



1 实例方法测试
2
3
4
5
6
7
8 静态方法测试
9
10
11
12 静态方法测试
13 静态方法测试
14
15 自定义静态方法测试
16
17
18
19 自定义静态方法测试
20 自定义静态方法测试
21
22 类方法测试
23
24
25
26
27
28
29 自定义类方法测试
30
31
32
33
34
35
36 对象上的方法不会返回绑定方法，对象描述符也不会起作用
37 测试
备注
　　Python的学习和总结就到一段落了，继续弄PHP，不过还会写一篇如何用Python开发Sublime插件的教程，开发一个方便PHP开发的插件。