神奇的描述符（三）：覆盖描述符与非覆盖描述符

描述符可以细分为覆盖型描述符与非覆盖型描述符。

可以按如下规则区分它们：

• 实现 __set__ 方法的类，称之为“覆盖型描述符”
• 没有实现 __set__ 方法的类，但实现了__get__方法的类，称之为“非覆盖型描述符”
• 同时实现 __set__ 和 __get__ 方法的类，通常称之为“强制描述符”。

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 先分别定义三种类型的描述符，及它们托管的类，为后续的测试及验证做准备。

class OverAll:

    """
    描述符是指含有__get__ 、 __set__ 、__delete__方法的类， 
    对于实现了 __set__方法的类，称之为覆盖描述符，
    如果同时也实现了 __get__ 方法，则称之为强制描述符
    """

    def __get__(self, instance, owner):
        print("强制描述符 __get__ 被运行")
        return self, instance, owner

    def __set__(self, instance, value):
        print("强制描述符 __set__ 被运行")
        return self, instance, value

    def __delete__(self, instance):
        print("强制描述符 __delete__ 被运行")


class OnlySet:
    """
    对于覆盖型描述符，因为实现了__set__方法，
    会覆盖掉实例属性的赋值操作
    但不会影响类属性的赋值操作
    """
    def __set__(self, instance, value):
        print("覆盖型描述符 __set__ 被运行")
        return self, instance, value


class OnlyGet:
    """
    如果描述符没有实现 __set__ 方法（即只有 __get__方法），
    则称之为非覆盖型描述符
    """

    def __get__(self, instance, owner):
        print("非覆盖型描述符 __get__ 被运行")
        return self, instance, owner


class Spam:
    """
    定义一个类，类属性是上面三种描述符
    """
    over_all = OverAll()
    only_set = OnlySet()
    only_get = OnlyGet()

# 实例化Spam
spam = Spam()

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覆盖型描述符

通常情况下，覆盖型描述符会同时实现__get__与__set__方法，但也可以只实现__set__方法。如果在描述符中定义了__set__方法，那么描述符会接管对这个实例属性的赋值。

在下面这个例子中，对only_set进行赋值，会触发描述符的__set__方法，打印出“覆盖型描述符 __set__ 被运行”

spam.only_set = 2

如果直接操作实例属性的__dict__对其进行赋值，描述符不会生效，即使定义了__set__方法。

spam.__dict__['only_set'] = '描述符不会执行'

如果覆盖型描述符没有定义__get__方法，那么描述符不会接管实例属性的读取，所以从实例读取only_set时，实际上读取的是类属性only_set，所以会返回描述符对象。

print(spam.only_set)
# <__main__.OnlySet object at 0x000001A3C49575C0>

需要额外注意的是，描述符的__set__方法，只能接管实例属性的赋值，无法接管类属性的赋值，所以对类属性的赋值是无能为力的。

下面的例子可以看到，即使完整定义了__get__、__set__、__delete__方法的强制描述符， 都无法接管类属性的赋值。

# 对类属性描述符进行赋值，会直接把描述符覆盖掉，并且不会触发描述符的__set__方法
Spam.over_all = 1
# 因为作为类属性的描述符已经被覆盖，所以会打印出 1
print(Spam.over_all)

如果需要使用描述符接管类属性的赋值操作，需要通过在元类中定义描述符来实现。

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非覆盖型描述符

当通过实例访问非覆盖型描述符时，描述符的__get__方法会被执行，打印出“非覆盖型描述符 __get__ 被运行”的字符串。

# 获取实例的非覆盖型描述符时，会发现描述符的 __get__ 方法被执行
print(spam.only_get)
# 非覆盖型描述符 __get__ 被运行
# (<__main__.OnlyGet object at 0x000002C120637668>, <__main__.Spam object at 0x000002C1206376A0>, <class '__main__.Spam'>)

与__set__方法不同的是，__get__方法不仅会接管实例属性的访问，还会接管类属性的访问。

下面的例子中，通过类直接访问only_get，描述符的__get__方法被执行，打印出“非覆盖型描述符 __get__ 被运行”的字符串。

print(Spam.only_get)
# 非覆盖型描述符 __get__ 被运行
# (<__main__.OnlyGet object at 0x00000283A7C27630>, None, <class '__main__.Spam'>)

如果对实例属性赋值，因为非覆盖型描述符进行*没有*定义__set__方法，无法接管对实例属性的赋值，会在实例中创建一个同名的属性，导致描述符失效。

# 对实例的非覆盖描述符进行赋值，因为没有 __set__ 方法
# 所以描述符本身没有接管实例属性的赋值操作
spam.only_get = 3
# 这个时候，会实例属性进行取值，就会发现描述符的 __get__ 方法也不会执行
# 所以打印结果是 3
print(spam.only_get)

出现这种情况的原因是通过实例去获取属性时，优先返回的是实例自身的属性，只有在实例自身没有这个属性的情况下，才会到类中查找对应的属性。而描述符本身也是属于类属性，所以受到这个规则的影响。

spam.only_get = 3 ，对 only_get 进行赋值时，实际上已经在实例中创建出一个同名的属性 only_get， 后续再对 only_get 进行读取，获取的是实例的属性only_get，而不是作为类属性的描述符 only_get。所以 描述符的 __get__ 方法不会触发。

《Python Cookbook》8.10 让属性具有惰性求值的能力，即是用非覆盖型描述符，让实例属性的读取实现惰性求值，以提高执行性能。核心的逻辑就是在描述符执行__get__方法时，同时对同名实例属性进行赋值，覆盖掉描述符自身。那么在下次读取时，直接读取的便是实例自身的属性，不会再调用描述符的__get__进行运算，以达到提高性能的目的。

如果需要恢复描述符的正常功能，需要将对应的实例属性删除。下面的代码中，删除了实例属性only_get之后，描述符恢复正常工作。

# 将实例属性删除，再获取一次 spam.only_get ，就会发现描述符的__get__正常执行了
del spam.only_get
print(spam.only_get)
# (<__main__.OnlyGet object at 0x0000017EFBAC7668>, <__main__.Spam object at 0x0000017EFBAC76A0>, <class '__main__.Spam'>)