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python教程：属性查询顺序，数据描述符

2024-05-21 16:36 由 嗨学编程 发表于 #后端开发

数据描述符，属性查找优先级

如果在一个类中定义了 __get__() , __set__(), __delete__() 这三种方法之一，那么这个类是一个描述符。

描述符分成两种：

  • 如果这种类只定义了 __get__ 方法，那么就是一个非数据描述符，
  • 定义了__get__()和__set__()的数据描述符。

描述符的用处就是，当一个对象的某个属性是一个描述符时，你访问这个描述符类型的属性，就会调用这个描述符的方法。譬如你获取描述符的值时，会调用它的__get__().

我们先看一下这三个方法的docstring:

def __delete__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """ Delete an attribute of instance. """
    # 删除一个实例的属性

def __set__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """ Set an attribute of instance to value. """
    # 给实例的属性设置一个值

def __get__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """ Return an attribute of instance, which is of type owner. """
    # 返回实例的属性，该实例是 `owner` 类型的

实例：

class A(object):
    def __init__(self):
        self.value = None

    def __set__(self, instance, value): # self:类A的实例，也是类B的属性a；instance：类 B 的实例 b；value:通过b.a的赋值
        print('set: self,instance,value',self,instance,value)
        self.value = value
        return self.value

    def __get__(self, instance, owner):# instance：类B的实例b；owner：类B
        print('get: self,instance,owner',self,instance,owner)
        return self.value

class B(object):
    a = A()

    def __init__(self):
        self.val = 20

1.上述代码中，有两个类，A，B。先看类 B，有一个类属性 a , 且 a 是类 A 的实例，我们先来实例化一下类 B ，看一下 类 B 和实例 b 的属性：

b = B()
print(b.__dict__)
print(B.__dict__)

"""
{'val': 20}

{'__module__': '__main__', 'a': <__main__.A object at 0x0163FD70>, '__init__': <function B.__init__ at 0x07845078>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'B' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'B' objects>, '__doc__': None}
"""

可以看出，实例 b 的属性中，只有一个 val 属性 ；类 B 的属性中，则有一个 a ，且 a 是类 A 的一个对象。

2.接下来，我们调用一下实例 a：

b = B()
b.a
B.a

"""
get: self,instance,owner <__main__.A object at 0x03458E68> <__main__.B object at 0x03458F28> <class '__main__.B'>

 get: self,instance,owner <__main__.A object at 0x03458E68> None <class '__main__.B'>
"""

我们看一下什么意思：

  • 当调用 b.a 时，程序会自动去调用b.__getattribute__('a')， 也就是 b.__dict__['a'], 即通过对象 b 的字典去查找属性，但是在第一步我们已经知道， 对象 b 只有一个属性 {'val': 20} ，既然在实例 b 中找不到 a。 所以会去父类中找，调用：type(b).__dict__['a'].__get__(b,type(b)), 也就是: B.__dict__['a'].__get__(b,B)，打印了第一行的信息，并返回了None

  • 当调用 B.a 时，会直接调用 B.__dict__['a'].__get__(None,B)，所以第二处打印的信息中间有个 None

3.现在，我们尝试给 b.a 赋值

b = B()
b.a = 11
print(b.__dict__)
print(B.__dict__)
B.a = 12
print(b.__dict__)
print(B.__dict__)

"""
set: self,instance,value <__main__.A object at 0x037CFD70> <__main__.B object at 0x037CFDD0> 11
{'val': 20}

{'__module__': '__main__', 'a': <__main__.A object at 0x037CFD70>, '__init__': <function B.__init__ at 0x07E85078>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'B' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'B' objects>, '__doc__': None}

{'val': 20}

{'__module__': '__main__', 'a': 12, '__init__': <function B.__init__ at 0x07E85078>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'B' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'B' objects>, '__doc__': None}
"""

可以看出，当调用了 b.a=11 时，调用了描述符的 __set__() ， 但是对象 b 的实例属性并没有改变，依然只有 val=20, 同时类B的类属性也没有改变。 但是当调用 B.a = 12 时，类属性 a 变成了12，并没有调用描述符的__set__()方法。

所以，结合上面的 docstring，我们可以看出，数据描述符应该是给实例使用的，类使用它用处不大，至少没法调用它的 __set__()

  • 如果类属性的描述符对象和实例对象的属性同名，如果查找？

  • 也就是说，如果把类B改成：

class B(object):
	a = A()

	def __init__(self):
		self.val = 20
		self.a = 11  # 这里同名的属性

此时调用 b.a ，会如何？

当类A是一个数据描述符，也就是说类A包含 __set__ 方法时，此时数据描述符优先级高，所以实例属性 self.a 其实就是对类属性 a 的赋值，会调用数据描述符的 __set__ 方法：

set: self,instance,value <__main__.A object at 0x009DFD70> <__main__.B object at 0x009DFDD0> 11
get: self,instance,owner <__main__.A object at 0x009DFD70> <__main__.B object at 0x009DFDD0> <class '__main__.B'>
11

当类A是一个非数据描述符，那么实例的字典优先级高，所以会使用实例字典中的数据，即结果：

11

属性查询优先级：

  1. obj.__getattribute__()

  2. 数据描述符

  3. 实例的字典

  4. 类的字典

  5. 非数据描述符

  6. 父类的字典

  7. __getattr__

class Quantity1(object):
    def __get__(self, instance, owner):
        return 2

    def __set__(self, instance, val):
        pass


class Quantity2(object):
    def __get__(self, instance, owner):
        return 5


class A(object):
    val = 6  # 6 父类属性
    x = None


class B(A):
    val = Quantity2()  # 5 非覆盖型描述符
    val = 4  # 4 类属性
    val = Quantity1()  # 2 覆盖型描述符

    def __init__(self):
        super(B, self).__init__()
        self.val = 3

    def __getattr__(self, name):  # 7 __getattr__
        return 7

    def __getattribute__(self, name):  # 1 __getattribute__
        return 1

b = B()
print(b.val)

说了一堆有的没的，其实描述符就是一个特殊的实现，当你的一个对象的属性是描述符时，设置/赋值/读取 这个属性，都会触发这个描述符内部相应实现的方法。从而可以实现一些定制化的内容。

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