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Python描述符descriptor Python描述符descriptor使用原理解析

luoheng   2021-04-21 我要评论

描述符(descriptor)是实现了__get__、__set__、__del__方法的类,进一步可以细分为两类:

数据描述符:实现了__get__和__set__

非数据描述符:没有实现__set__

描述符在类的属性调用中起着很重要的作用,类在调用属性时,遵守两个规则:

按照实例属性、类属性的顺序选择属性,即实例属性优先于类属性

如果在类属性中发现同名的数据描述符,那么该描述符会优先于实例属性

非数据描述符会被实例属性覆盖

class A:
  def __get__(self, obj, cls):
    return f"{obj}: get"
class B:
  value = A()

  def __init__(self):
    self.value = 4
def main():
  g = B()
  print(g.value)
  print(g.__dict__)
if __name__ == "__main__":
  main()

输出结果

4
{'value': 4}

数据描述符优于实例属性

class A:
  def __get__(self, obj, cls):
    return f"{obj}: get"

  def __set__(self, obj, value):
    print(f"{obj}: set, {value}")

class B:
  value = A()

  def __init__(self):
    self.value = 4

def main():
  g = B()
  print(g.value)
  print(g.__dict__)

if __name__ == "__main__":
  main()

输出结果

<__main__.B object at 0x000001165EB85898>: set, 4
<__main__.B object at 0x000001165EB85898>: get
{}

从上述两个例子中可以看到,类B的value属性是一个描述符,当value属性是一个数据描述符时,它屏蔽了实例的同名属性value,实例对value属性的读取与赋值都会直接被转移到类属性value上。

使用描述符实现类的静态方法与类方法

from functools import partial

class Staticmethod:

  def __init__(self, method):
    self.method = method

  def __get__(self, obj, cls):
    return self.method

class Classmethod:

  def __init__(self, method):
    self.method = method
  
  def __get__(self, obj, cls):
    return partial(self.method, cls)

class A:

  @Staticmethod
  def f(self):
    print(f"I'm method f, the value is {self}")
  
  @Classmethod
  def c(self):
    print(f"my class is {self}")
a = A()
a.f(23)
A.f(23)
a.c()
A.c()

输出结果

I'm method f, the value is 23
I'm method f, the value is 23
my class is <class '__main__.A'>
my class is <class '__main__.A'>

静态方法与类方法统一了类属性的两种引用方式。这种统一的过程可以使用描述符修改属性访问的默认方式实现。静态方法限制实例的默认绑定,将方法当做普通函数使用;类方法始终将类作为第一个参数传入,上述的partial将类固定为方法的第一个参数。

总结

  • 描述符是实现了__get__、__set__、__del__等特殊方法的类,在属性访问时起着很大的作用。
  • 数据描述符会覆盖同名的实例属性,通过使用数据描述符,达到通过实例修改类变量的目的。
  • 描述符用于修改属性的默认访问方式,借此可以实现类方法与静态方法。

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