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Python深入学习之对象的属性

2023-06-13 09:15:44 时间

Python一切皆对象(object),每个对象都可能有多个属性(attribute)。Python的属性有一套统一的管理方案。

属性的__dict__系统

对象的属性可能来自于其类定义,叫做类属性(classattribute)。类属性可能来自类定义自身,也可能根据类定义继承来的。一个对象的属性还可能是该对象实例定义的,叫做对象属性(objectattribute)。

对象的属性储存在对象的__dict__属性中。__dict__为一个词典,键为属性名,对应的值为属性本身。我们看下面的类和对象。chicken类继承自bird类,而summer为chicken类的一个对象。

复制代码代码如下:


classbird(object):
   feather=True

classchicken(bird):
   fly=False
   def__init__(self,age):
       self.age=age

summer=chicken(2)

print(bird.__dict__)
print(chicken.__dict__)
print(summer.__dict__)


 

下面为我们的输出结果:

复制代码代码如下:


{"__dict__":<attribute"__dict__"of"bird"objects>,"__module__":"__main__","__weakref__":<attribute"__weakref__"of"bird"objects>,"feather":True,"__doc__":None}


{"fly":False,"__module__":"__main__","__doc__":None,"__init__":<function__init__at0x2b91db476d70>}


{"age":2}

第一行为bird类的属性,比如feather。第二行为chicken类的属性,比如fly和__init__方法。第三行为summer对象的属性,也就是age。有一些属性,比如__doc__,并不是由我们定义的,而是由Python自动生成。此外,bird类也有父类,是object类(正如我们的bird定义,classbird(object))。这个object类是Python中所有类的父类。

可以看到,Python中的属性是分层定义的,比如这里分为object/bird/chicken/summer这四层。当我们需要调用某个属性的时候,Python会一层层向上遍历,直到找到那个属性。(某个属性可能出现再不同的层被重复定义,Python向上的过程中,会选取先遇到的那一个,也就是比较低层的属性定义)。

当我们有一个summer对象的时候,分别查询summer对象、chicken类、bird类以及object类的属性,就可以知道summer对象所有的__dict__,就可以找到通过对象summer可以调用和修改的所有属性了。下面两种属性修改方法等效:

复制代码代码如下:
summer.__dict__["age"]=3
print(summer.__dict__["age"])

summer.age=5
print(summer.age)

 (上面的情况中,我们已经知道了summer对象的类为chicken,而chicken类的父类为bird。如果只有一个对象,而不知道它的类以及其他信息的时候,我们可以利用__class__属性找到对象的类,然后调用类的__base__属性来查询父类)

特性

同一个对象的不同属性之间可能存在依赖关系。当某个属性被修改时,我们希望依赖于该属性的其他属性也同时变化。这时,我们不能通过__dict__的方式来静态的储存属性。Python提供了多种即时生成属性的方法。其中一种称为特性(property)。特性是特殊的属性。比如我们为chicken类增加一个特性adult。当对象的age超过1时,adult为True;否则为False:

复制代码代码如下:
classbird(object):
   feather=True

classchicken(bird):
   fly=False
   def__init__(self,age):
       self.age=age
   defgetAdult(self):
       ifself.age>1.0:returnTrue
       else:returnFalse
   adult=property(getAdult)  #propertyisbuilt-in

summer=chicken(2)

print(summer.adult)
summer.age=0.5
print(summer.adult)


特性使用内置函数property()来创建。property()最多可以加载四个参数。前三个参数为函数,分别用于处理查询特性、修改特性、删除特性。最后一个参数为特性的文档,可以为一个字符串,起说明作用。

我们使用下面一个例子进一步说明:

复制代码代码如下:
classnum(object):
   def__init__(self,value):
       self.value=value
   defgetNeg(self):
       return-self.value
   defsetNeg(self,value):
       self.value=-value
   defdelNeg(self):
       print("valuealsodeleted")
       delself.value
   neg=property(getNeg,setNeg,delNeg,"I"mnegative")

x=num(1.1)
print(x.neg)
x.neg=-22
print(x.value)
print(num.neg.__doc__)
delx.neg

上面的num为一个数字,而neg为一个特性,用来表示数字的负数。当一个数字确定的时候,它的负数总是确定的;而当我们修改一个数的负数时,它本身的值也应该变化。这两点由getNeg和setNeg来实现。而delNeg表示的是,如果删除特性neg,那么应该执行的操作是删除属性value。property()的最后一个参数("I"mnegative")为特性negative的说明文档。

使用特殊方法__getattr__

我们可以用__getattr__(self,name)来查询即时生成的属性。当我们查询一个属性时,如果通过__dict__方法无法找到该属性,那么Python会调用对象的__getattr__方法,来即时生成该属性。比如:

复制代码代码如下:
classbird(object):
   feather=True

classchicken(bird):
   fly=False
   def__init__(self,age):
       self.age=age
   def__getattr__(self,name):
       ifname=="adult":
           ifself.age>1.0:returnTrue
           else:returnFalse
       else:raiseAttributeError(name)

summer=chicken(2)

print(summer.adult)
summer.age=0.5
print(summer.adult)

print(summer.male)

每个特性需要有自己的处理函数,而__getattr__可以将所有的即时生成属性放在同一个函数中处理。__getattr__可以根据函数名区别处理不同的属性。比如上面我们查询属性名male的时候,raiseAttributeError。

(Python中还有一个__getattribute__特殊方法,用于查询任意属性。__getattr__只能用来查询不在__dict__系统中的属性)

__setattr__(self,name,value)和__delattr__(self,name)可用于修改和删除属性。它们的应用面更广,可用于任意属性。

即时生成属性的其他方式

即时生成属性还可以使用其他的方式,比如descriptor(descriptor类实际上是property()函数的底层,property()实际上创建了一个该类的对象)。有兴趣可以进一步查阅。

总结

__dict__分层存储属性。每一层的__dict__只存储该层新增的属性。子类不需要重复存储父类中的属性。

即时生成属性是值得了解的概念。在Python开发中,你有可能使用这种方法来更合理的管理对象的属性。