python_魔法方法(五)：描述符和定制序列

描述符（property的原理）

描述符（descripto），用一句话来解释，描述符就是某种特殊的类的实例指派给另一个类的属性。那么什么是特殊类型的类呢？就是至少要在这个类中定义__get__()、__set__()、.__delete__()三个特殊方法中任意一个。

下面是描述符相关的魔法方法：

魔法方法	含义
__get__(self,instance,owner)	用于访问属性，它返回属性的值
__set__(self,instance,value)	将在属性分配操作中调用，不返回任何内容
__delete__(self,instance)	控制删除操作，不返回任何内容

举个例子

 class MyDescriptor():
    def __get__(self,instance,owner):
        print("getting...",self,instance,owner)
    def __set__(self,instance,value):
        print("setting...",self,instance,value)
    def __delete__(self,instance):
        print("deleting...",self,instance)

 class Test():
    x = MyDescriptor()    

由于MyDescriptor实现了__get__()、__set__()、__delete__()方法，并且将它的类实例指派给Test类的属性，所以MyDescriptor就是所谓描述符类。到这里，有没有看到property()的影子。

实例化Test类，然后尝试对x属性进行各种操作，看看描述符类会有什么

>>> class MyDescriptor():
    def __get__(self,instance,owner):
        print("getting...",self,instance,owner)
    def __set__(self,instance,value):
        print("setting...",self,instance,value)
    def __delete__(self,instance):
        print("deleting...",self,instance)

>>> class Test():
    x = MyDescriptor()
    
>>> test = Test()
>>> test.x
getting... <__main__.MyDescriptor object at 0x000000000301BEF0> <__main__.Test object at 0x0000000002F6AB00> <class '__main__.Test'>

当访问x属性的时候，python会自动调用描述符的__get__()方法，几个参数的内容分别是，self是描述符类自身的实例；instance是这个描述符的拥着者所在的类的实例，在这个里也就是Test类的实例化；owner是这个描述符的拥有者所在的类本身。

>>> test.x = "X - abc"
setting... <__main__.MyDescriptor object at 0x000000000301BEF0> <__main__.Test object at 0x0000000002F6AB00> X - abc

对x属性进行赋值操作的时候，python会自动调用__set__()方法，前两个参数跟__get__()方法是一样的，最后一个参数value是等号右边的值。

最后一个del操作也是同样的道理：

>>> del test.x
deleting... <__main__.MyDescriptor object at 0x000000000301BEF0> <__main__.Test object at 0x0000000002F6AB00>

只要弄清楚描述符，那么property的秘密就不再是秘密了！property事实上就是一个描述符类。

class MyProperty:
    def __init__(self, fget=None, fset=None, fdel=None):
        self.fget = fget
        self.fset = fset
        self.fdel = fdel        
    def __get__(self, instance, owner):
        return self.fget(instance)    
    def __set__(self, instance, value):
        self.fset(instance, value)        
    def __delete__(self, instance):
        self.fdel(instance)

class C:
    def __init__(self):
        self._x = None      
    def getX(self):
        return self._x 
    def setX(self, value):
        self._x = value   
    def delX(self):
        del self._x
        
    x = MyProperty(getX, setX, delX)

下面说一个实例，先定义一个温度类，然后定义两个描述符类用于描述摄氏度和花摄氏度两个属性。两个属性会自动进行转换，也就是说，你可以给摄氏度这个属性赋值，然后打印花摄氏度属性是自动转换后的结果.

>>> class Celsius():
    def __init__(self,value=26.0):
        self.value = float(value)
    def __get__(self,instance,owner):
        return self.value
    def __set__(self,instance,value):
        instance.cel = float(value)
        
>>> class Fahrenheit():
    def __get__(self,instance,owner):
        return instance.cel * 1.8 + 32
    def __set__(self,instance,value):
        instance.cel = (float(value)-32)/1.8
        
>>> class Temperature():
    cel = Celsius()
    fan = Fahrenheit()
    
>>> temp = Temperature()
>>> temp.cel
26.0
>>> temp.fan
78.80000000000001

定制序列

无规矩不成方圆，任何事物都有属于自己的规律，轴遵照属于自己的规律，事情才能朝向自己意向的方向发展。所以介绍定制容器，要想成功的实现容器定制，需要先说一下协议。协议（protocols）与其他编程语言中的接口很相似，它规定哪些地方必须要定义。然后，在python中的协议就显得不那么重要，事实上，在python中，协议更像是一种指南。

在python中，像序列类型（如列表、元组、字符串）或映射类型（如字典）都是属于容器类型。接下来说一下定制容器，那就必须要知道，定制容器有关的一些协议；

如果说你希望定制的容器是不可改变的话，你只要定义__len__()、__getitem__()方法。

如果你希望定制的容器是可变的话，除了__len__()、__getitem__()方法，还需要定义__setitem__()、__delitem__()两个方法。

下面列举了定制容器类型相关的魔法方法及含义。

魔法方法	含义
__len__(self)	定义被len()函数调用时的行为（返回容器中元素个数）
__getitem__(self,key)	定义获取容器中指定元素的行为，相当于self[key]
__setitem__(self)	定义设置容器中指定元素的行为，相当于self[key]
__delitem__(self)	定义删除容器中指定元素的行为，相当于del self[key]
__item__(self)	定义当迭代容器中的元素的行为
__reversed__(self)	定义当被reversed()函数调用时的行为
__contains__(self)	定义当使用成员测试运算符（in或not in）时的行为

是视乎展现你的技术了，可以动手编写一个不可改变的自定义列表，要求记录列表中每个元素被访问的次数。

class CountList():
    def __init__(self,*args):
        self.values = [x for x in args]
        self.count = {}.fromkeys(range(len(self.values)),0)
        #这里使用列表的下标注作为字典的键，注意不能用元素作为字典的键
        #因为列表的不同下标可能有值一样的元素，但字典不能有两个相同的键
    def __len__(self):
        return len(self.values)
    def __getitem__(self,key):
        self.count[key] += 1
        return self.values[key]

c1 = CountList(1,3,5,7,9)
c2 = CountList(2,4,6,8,10)
print(c1[1])
print(c2[1])
print(c1[1] + c2[1])
print(c1.count)
print(c2.count)

打印结果：

3
4
7
{0: 0, 1: 2, 2: 0, 3: 0, 4: 0}
{0: 0, 1: 2, 2: 0, 3: 0, 4: 0}