Python 笔记

【python】 描述符：描述符协议、数据描述符、非数据描述符

描述符-文字介绍

Python为开发者提供了一个非常强大的功能——描述符。那什么是描述符呢？通过查看Python的官方文档，我们知道把实现了__get__()、__set__()和__delete__()中的其中任意一种方法的类称之为描述符，描述符的本质是新式类，并且被代理的类（即应用描述符的类）也是新式类。描述符的作用是用来代理一个类的属性，需要注意的是描述符不能定义在类的构造函数中，只能定义为类的属性，它只属于类的，不属于实例，我们通过查看实例和类的字典即可知晓。

描述符是可以实现大部分Python类特性中最底层的数据结构的实现手段，我们常使用的@classmethod、@staticmethd、@property、甚至是 __slots__ ()等属性都是通过描述符来实现的。它是很多高级库和框架的重要工具之一，是使用到装饰器或者元类的大型框架中的一个非常重要组件。在一般的开发中我们可能用不到描述符，但是我们如果想要开发一个大型的框架或者大型的系统，那使用描述符会起到如虎添翼的作用。它的加盟将会使得系统更加完美。

描述符协议：

实现了 get()、set()、delete() 其中至少一个方法的类，就是一个描述符。

• __get__：用于访问属性。它返回属性的值，若属性不存在、不合法等都可以抛出对应的异常。
• __ set__：在属性分配操作中调用。不会返回任何内容。
• __ delete__：制删除操作。不会返回内容。

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描述符的特点

• 是一个类，定义了访问另一个类属性的方式；

• 把至少实现了内置属性 __set__()和__get__()方法的描述符称为数据描述符；

• 把实现了除 __set__()以外的方法的描述符称为非数据描述符;

• 访问对象属性的时候：obj.attr，一般会先调用__getattribute__()方法，查找顺序如下：
  （1）数据描述符 （2） __dict__属性 （3）非数据描述符

• 描述符的优先级的高低如下：

类属性 > 数据描述符 > 实例属性 > 非数据描述符 > 找不到的属性触发_getattr__()

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数据描述符

举例来看:

class RevealAccess:
    def __init__(self,initval = None,name='var'):
        self.val = initval
        self.name = name

    def __get__(self, instance, owner):
        print("获取..",self.name)
        return self.val

    def __set__(self, instance, value):
        print("设置值：",self.name)
        self.val = value

class MyClass:
    x = RevealAccess(10,"var 'x'")
    y = 5

    def __init__(self):
       self.x = 'self x'
        # pass
m = MyClass()
print(m.x)
print("-----------------")
m1 = MyClass()
m1.x = 20
print(m1.x)

output：

设置值： var 'x'
获取.. var 'x'
self x
-----------------
设置值： var 'x'
设置值： var 'x'
获取.. var 'x'
20

分析一下内存：

 

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非数据描述符

class InitOnAccess:
    def __init__(self, klass, *args, **kwargs):
        self.klass = klass
        self.args = args
        self.kwargs = kwargs
        self._initialized = None

    def __get__(self, instance, owner):
        if self._initialized is None:
            print("_initialized is None")
            self._initialized = self.klass(*self.args, **self.kwargs)
        else :
            print("cached")

        return self._initialized

class TestClass:
    lazy_initialized =InitOnAccess(list, "arguments")


t = TestClass()
t.lazy_initialized
t.lazy_initialized

output:

_initialized is None
cached

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Python 元类 metaclass：

---

"""
"Metaclasses" section example of metaclass that reveal order of all its
methods called.

"""

print(" >>> defining RevealingMeta(type)")


class RevealingMeta(type):
    def __new__(mcs, name, bases, namespace, **kwargs):
        print(mcs, "__new__ called")
        return super().__new__(mcs, name, bases, namespace)

    @classmethod
    def __prepare__(mcs, name, bases, **kwargs):
        print(mcs, "__prepare__ called")
        return super().__prepare__(name, bases, **kwargs)

    def __init__(cls, name, bases, namespace, **kwargs):
        print(cls, "__init__ called")
        super().__init__(name, bases, namespace)

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        print(cls, "__call__ called")
        return super().__call__(*args, **kwargs)


print(" >>> defining RevealingClass(metaclass=RevealingMeta)")


class RevealingClass(metaclass=RevealingMeta):
    def __new__(cls):
        print(cls, "__new__ called")
        return super().__new__(cls)

    def __init__(self):
        print(self, "__init__ called")
        super().__init__()


if __name__ == "__main__":
    print(" >>> Creating RevealingClass()")
    instance = RevealingClass()


输出：
'''
 >>> defining RevealingMeta(type)
 定义meta类时不调用 meta 类的函数
 
 >>> defining RevealingClass(metaclass=RevealingMeta)
<class '__main__.RevealingMeta'> __prepare__ called
<class '__main__.RevealingMeta'> __new__ called
<class '__main__.RevealingClass'> __init__ called
定义具体类时先调用 meta 类的 prepare 函数和 new 函数，再调用具体类的 init 方法
prepare 函数和 new 函数，参数是 mcs，即meta类RevealingMeta
init 函数和 call 函数，参数是 cls，即"具体类"RevealingClass

 >>> Creating RevealingClass()
<class '__main__.RevealingClass'> __call__ called --> 调用meta 类的call函数，但参数是 cls，即"具体类"RevealingClass
<class '__main__.RevealingClass'> __new__ called --> 参数是 cls
<__main__.RevealingClass object at 0x10bea0bd0> __init__ called --> 参数是 self

'''

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