python 进阶：描述符

为什么要使用描述符？

假设你正在 写一个成绩管理系统，没有太多编码经验的你，可能会这样写：

class Student:
    def __init__(self, name, math, chinese, english):
        self.name = name
        self.math = math
        self.chinese = chinese
        self.english = english
    def __repr__(self):
        return "<Student: {}, math:{}, chinese: {}, english:{}>".format(
        self.name, self.math, self.chinese, self.english )
st1 = Student('小明', 88, 99, 35)
st2 = Student('小红', 99, 78, 67)
print(st1)
print(st2)

输出结果：

<Student: 小明, math:88, chinese: 99, english:35>
<Student: 小红, math:99, chinese: 78, english:67>

这样看起来一切都很合理，但程序不像人那么智能，不会自动根据使用场景判断数据的合法性，如果老师输入成绩的时候，不小心将成绩录成了负数 或者超过成绩的最大值，程序是无法感知的。聪明的你马上想到了在代码中加入逻辑判断。

class Student:
    def __init__(self, name, math, chinese, english):
        self.name = name
        if 0 <= math <= 100:
            self.math = math
        else:
            raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")
        if 0 <= chinese <= 100:
            self.chinese = chinese
        else:
            raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")
        if 0 <= english <= 100:
            self.english = english
        else:
            raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")

    def __repr__(self):
        return "<Student: {}, math:{}, chinese: {}, english:{}>".format(
            self.name, self.math, self.chinese, self.english)


st1 = Student('小明', 88, 99, -35)
st2 = Student('小红', 99, 78, 67)
print(st1)
print(st2)

　　输出结果：

 这下程序稍微有点人工智能，能够自己明辨是非了。但是在__init__ 里有太多的逻辑判断，很影响代码的可读性。巧的是你学习了 Property 特性，可以很好的应用在这里。于是你的代码修改如下：

class Student:

    def __init__(self, name, math, chinese, english):
        self.name = name
        self.math = math
        self.chinese = chinese
        self.english = english

    @property
    def math(self):
        return self._math

    @math.setter
    def math(self, value):

        if 0 <= value <= 100:
            self._math = value
        else:
            raise ValueError('Valid value must be in [0,100]')

    @property
    def chinese(self):
        return self._chinese

    @chinese.setter
    def chinese(self, value):

        if 0 <= value <= 100:
            self._chinese = value
        else:
            raise ValueError('Valid value must be in [0,100]')

    @property
    def english(self):
        return self._english

    @english.setter
    def english(self, value):

        if 0 <= value <= 100:
            self._english = value
        else:
            raise ValueError('Valid value must be in [0,100]')

    def __repr__(self):
        return "<Student:{},math:{},chinese:{},english:{}>". 
            format(self.name, self.math, self.chinese, self.english)

　　代码的可读性瞬间提升了，功能上没啥问题，但是还是有点啰嗦，代码重复性太高，于是你开始研究更优雅的方式，接触到了描述符。什么是描述符？ 一个实现了描述符协议的类就是一个描述符。

什么是描述符协议？ 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，他返回属性的值，若属性不存在，不合法等都可以抛出对应的异常

__set__()：将在属性分配操作中调用。不会返回任何内容

__delete__()：控制删除操作。不会返回任何内容。

对描述符有了大概了解之后，你开始重写上面方法。

from weakref import WeakKeyDictionary


class Score():
    """ score should in [0,100]
    WeakKeyDictionary:弱引用字典，能防止内存泄漏
    """

    def __init__(self):
        self.score = WeakKeyDictionary()
        # self.score = {}

    def __get__(self, instance, owner):
        # print(instance,'__get__')
        return self.score[instance]

    def __set__(self, instance, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise TypeError('Score must be int')
        if 0 <= value <= 100:
            self.score[instance] = value
        else:
            raise ValueError("score not in [0,100]")


class Student():
    # 托管属性定义在类级别上
    math = Score()
    chinese = Score()
    english = Score()

    def __init__(self, name, math, chinese, english):
        self.name = name
        self.math = math
        self.chinese = chinese
        self.english = english

    def __repr__(self):
        return "<Student:{},math:{},chinese:{},english:{}>". 
            format(self.name, self.math, self.chinese, self.english)



stu = Student("malong", 91, 77, 88)
stu1 = Student("malong1", 57, 67, 78)
print(stu)
print(stu1)
try:
    stu.english = -23
except ValueError :
    stu.english=99
    print(stu)

　对比一下结果，发现确实优雅。