Python笔记（4）类__属性与描述符

部分参考自：http://www.geekfan.net/7862/

新式类与经典类

2和3不一样，3都是新式类。

新式类和经典类的区别：

class A:
#classic class
"""this is class A"""
pass
__slots__=('x','y')
def test(self):
# classic class test
"""this is A.test()"""
print "A class"
class B(object):
#new class
"""this is class B"""
__slots__=('x','y')
pass
def test(self):
# new class test
"""this is B.test()"""
print "B class"

if __name__ == '__main__':
a=A()
b=B()
print dir(a)
print dir(b)

['__doc__', '__module__', '__slots__', 'test']
['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slots__', '__str__', '__subclasshook__', 'test', 'x', 'y']

　　新式类要指明父类,上面代码class B 声明他的父类为object。

python是动态语言，可以动态的添加属性。

>>> a.x = 1
>>> a
<__main__.A instance at 0x05BBB620>
>>> a.x
1

　__slots__槽，属性限制了实例b只能添加x,y属性，a是经典类，可以继续添加，但是b是新式类不能继续添加。

>>> a.z = 2
>>> a.z
2
>>> b.z = 2
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'B' object has no attribute 'z'

　　

>>> help(a)
Help on instance of A in module __main__:

class A
|  this is class A
|
|  Methods defined here:
|
|  test(self)
|      this is A.test()

>>> help(b)
Help on B in module __main__ object:

class B(__builtin__.object)
|  this is class B
|
|  Methods defined here:
|
|  test(self)
|      this is B.test()
|
|  ----------------------------------------------------------------------
|  Data descriptors defined here:
|
|  x
|
|  y

　　B类由于是新式类 __slots__起作用了，尽量使用新式类，因为这样python2,3中都能跑。

属性和封装

实例类型
__init__ 双下划线是特殊方法，__init__定义实例属性，owner，country是实例属性，country是类属性。

调用的时候，比如类属性和实例属性名字一样，调用实例属性。如果没有实例属性，则去寻找是不是存在类属性。

class Car(object):
country = u'中国'
def __init__(self,owner=None):
self.owner = owner
self.country = "china"

if __name__ == '__main__':
a = Car(u'小张')
print a.country

a.country = u'美国'
print a.country
print "--------------------------"
del a.country
print a.country

>>> china
美国
--------------------------
中国

私有属性
私有属性只在函数内部可见。通过get，set方法对其赋值更改。

在变量前加两个下划线__ 可以间接访问，只加一个下划线_模块私有化。变量前后各两个下划线__是系统自带的属性。

class Car(object):
def __init__(self,owner=None):
self.__owner = owner

def getOwner(self):
return self.__owner
def setOwner(self, value):
self.__owner = value

if __name__ == '__main__':
a = Car(u'黑板客')
print a.getOwner()

　　

>>> a.owner
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Car' object has no attribute 'owner'
>>> a.getOwner()
u'\u9ed1\u677f\u5ba2'
>>> dir(a)
['_Car__owner', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'getOwner', 'setOwner']
>>> a._Car__owner
u'\u9ed1\u677f\u5ba2'

　　

描述符

装饰器描述符
@property @xx.setter @xx.deleter

用@property装饰器指定一个getter方法，用@owner.setter装饰器指定了一个setter方法。当我们这么做的时候，访问owner属性，python就会自动调用相应的getter/setter方法。这样当我们要判断一个值的时候，如果放到__init__里，他只能在出初始化的时候判断，而放到setter里，每次set的时候都会判断。

可以把get,set方法变成属性访问。

class Car(object):
def __init__(self,owner=None):
self._owner = owner

@property
def owner(self):
return self._owner
@owner.setter
def owner(self, value):
self._owner = value
@owner.deleter
def owner(self):
self._owner = None

if __name__ == '__main__':
a = Car(u'你大爷')
print a.owner
del a.owner
print a.owner　

你大爷
None

　这样一个owner get,set,del要定义三个，如果有别的属性，则又需要三个，这样会产生冗余，重复代码。

__getattr__, __setattr__, __delattr__
__getattr__ 在变量的__dict__和_class__.__dict__中没有找到属性，就会调用__getattr__，如果有的话，就直接调用__dict__中的值了。

__setattr__ 变量赋值

__delattr__ 删除变量

class Car(object):
country = u'中国'
#__slots__=('length','width','height','owner','__dict__')

def __init__(self, length, width, height, owner=None):
self.owner = owner
self.length = length
self.width = width
self.height = height

def __getattr__(self,name):
print "__getattr__",name
return self.__dict__.get(name,None)

def __setattr__(self,name,value):
print "__setattr__",name
if name!='owner':
assert value>0, name+" must larger than 0"
self.__dict__[name]=value

def __delattr__(self,name):
print "__delattr__",name
if name=='owner':
self.__dict__[name]=None

if __name__ == '__main__':
a = Car(1.2,1.4,1.5,u'二大爷')

输出：　　

__setattr__ owner
__setattr__ length
__setattr__ width
__setattr__ height

　把__slots__加上之后，因为可以访问__setattr__所以还是可以任意的加属性而不会报错,要使得slots有效果，得在__setattar__里面修改代码：

def __getattr__(self,name):
print "__getattr__",name
assert name in self.__slots__, "Not have this attribute "+name
return self.__dict__.get(name,None)

def __setattr__(self,name,value):
print "__setattr__",name
assert name in self.__slots__, "Not have this attribute "+name
if name!='owner':
assert value>0, name+" must larger than 0"
self.__dict__[name]=value

def __delattr__(self,name):
print "__delattr__",name
assert name in self.__slots__, "Not have this attribute "+name
if name=='owner':

类描述符
　　描述符可以用作类的属性，数据描述符__get__,__set__,__del__。

class PositiveNum(object):
def __init__(self):
self.default = 1
self.data = {}

def __get__(self, instance, owner):
# instance = x
# owner = type(x)
print "__get__",instance,owner
return self.data.get(instance, self.default)

def __set__(self, instance, value):
# instance = x
print "__set__",instance,value
try:
assert int(value)>0
self.data[instance] = value
except AssertionError:
print "ERROR: "+str(value)+" is not positive number."
except:
print "ERROR: "+str(value)+" is not number value."

def __delete__(self,instance):
print "__delete__",instance
del self.data[instance]

class Car(object):
country = u'中国'
length = PositiveNum()
width = PositiveNum()
height = PositiveNum()
__slots__=('owner','length','width','height')

def __init__(self, length, width, height, owner=None):
self.owner = owner
self.length = length
self.width = width
self.height = height

if __name__ == '__main__':
a = Car(1.2,1.4,1.5,u'黑板客')
b = Car(2.2,2.4,2.5,u'小明')
print a.length
a.length=1

　　当解释器遇到print a.length时,它会把length当作一个带有__get__方法的描述符，调用a.length.__get__方法并将方法的返回值打印，这和上面的property相似。__get__接收两个参数：instance 实例对象，这里就是a.length中的a，另一个是实例的类型Car。在一些文档中，Car被称作描述符的所有者（owner）。如果需要访问Car.length，python将会调用Car.length.__get__(None,Car)。可以看到第一个参数要么是实例，要么是None。

　　当解释器看到a.length = 1时，Python识别出length是一个带__set__方法的描述符，于是就调用a.length.__set__(a,100),第一个参数instance是实例，第二个是赋值。

　　删除时Car.length.__delete__(a)。

　　每个PositiveNum维护着一个字典，其中保存着所有者实例和对应数据的映射关系。调用a.length时，__get__方法会找出与a相关的数据，并发挥结果，如果不存在就返回一个默认值。__set__采用的方式相同，但是会包含额外的非法检查。

　　描述符作用与类的层次上，每一个类的实例都共享同一个描述符。所以不同的实例对象不得不手动的管理不同的状态，需要显示的将参数精确的传递给__get__,__set__以及__delete__方法。

　　如果将PositiveNum中的 data = {}去掉，由于描述符是基于类层面的，他们会共享同一个类属性，这就是使用字典的原因。__get__,__set__参数也指明哪一个实例，以实例为字典的key。

错误示例：

class PositiveNum(object):
def __init__(self,value):
self.val = value

def __get__(self, instance, owner):
# instance = a,b
# owner = Car
print "__get__",instance,owner
return self.val

def __set__(self, instance, value):
# instance = a,b
print "__set__",instance,value
try:
assert int(value)>0
self.val = value
except AssertionError:
print "ERROR: "+str(value)+" is not positive number."
except:
print "ERROR: "+str(value)+" is not number value."

def __delete__(self,instance):
print "__delete__",instance
self.val = None

#def __getattribute__(self,name):
#print self, name

class Car(object):
country = u'中国'
length = PositiveNum(0)
width = PositiveNum(0)
height = PositiveNum(0)
#__slots__=('owner','length','width','height')

def __init__(self, length, width, height, owner=None):
self.owner = owner
self.length = length
self.width = width
self.height = height

if __name__ == '__main__':
a = Car(1.2,1.4,1.5,u'黑板客')
b = Car(2.2,2.4,2.5,u'小明')

　　

a.length
__get__ <__main__.Car object at 0x098E61B0> <class '__main__.Car'>
Out[39]: 2.2

b.length
__get__ <__main__.Car object at 0x098E6230> <class '__main__.Car'>
Out[40]: 2.2

　虽然a定义的1.2，但由于与b公用一个类属性，所以也变成了2.2。

__getter__,__setter__和类描述符都可以去掉重复的臃肿，实现内部代码的简洁。