python類屬性的訪問、設置和刪除

本文轉載自查看原文 2015-11-21 17:23 9675 __get__/ __set__/ __del__/ __setattr__/ __getattribute__/ __getattr__/ ___delete__/ Python

類屬性和對象屬性

我們把定義在類中的屬性稱為類屬性，該類的所有對象共享類屬性，類屬性具有繼承性，可以為類動態地添加類屬性。

對象在創建完成后還可以為它添加額外的屬性，我們把這部分屬性稱為對象屬性，對象屬性僅屬於該對象，不具有繼承性。

類屬性和對象屬性都會被包含在dir()中，而vars()是僅包含對象屬性。vars()跟__dict__是等同的。

類屬性和對象屬性可類比於Java中的static成員和非static成員，只不python中的類屬性和對象屬性都是可以動態添加（和刪除）的。

class A(object):

    name='orisun'

    def __init__(self):
        self.age=10

class B(A):

    city='bei jing'

    def __init__(self):
        self.tempurature=20

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    print dir(A)
    print dir(a)
    print a.__dict__
    print vars(a)

    print 
    b=B()
    print dir(B)
    print dir(b)
    print b.__dict__
    print vars(b)

輸出

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'name']
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'name']
{'age': 10}
{'age': 10}

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'city', 'name']
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'city', 'name', 'tempurature']
{'tempurature': 20}
{'tempurature': 20}

動態地為類添加類屬性后，該類的所有對象也都添加了該屬性（即使是動態添加類屬性之前創建的對象）。通過實例修改屬性，並不會影響其他實例的同名屬性和類上的同名屬性。

class A(object):

    name='orisun'

    def __init__(self):
        self.age=10

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    print dir(a)
    A.city='BeiJing'    #動態添加類屬性，會反應到所有對象上
    b=A()
    A.name='zcy'        #動態修改類屬性，會反應到所有對象上
    print dir(b)
    print dir(a)
    print a.name        
    b.name='tom'        #通過實例修改屬性，並不會影響其他實例的同名屬性和類上的同名屬性
    print a.name
    print A.name
    print b.name

輸出

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'name']
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'city', 'name']
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'city', 'name']
zcy
zcy
zcy
tom

下文中討論的全部是類屬性，不涉及對象屬性。

對屬性的訪問、設置和刪除又分為2種情況：

通過對象（實例）訪問、設置和刪除屬性，即obj.attr、obj.attr=val、del obj.attr
通過類訪問、設置和刪除屬性，即Cls.attr、Cls.attr=val、del Cls.attr

本文將針對這2種情況分別討論。

Descriptor

一個Descriptor是指實現了__get__的類，實現__set__和__delete__是可選的。同時實現了__get__和__set__則稱為Data Descriptor，如果只實現了__get__則稱為Non-data Descriptor。

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__
    def __set__(self,obj,val):
        pass
    def __delete__(self,obj):
        pass

先給一個Descriptor的示例，__get__、__set__、__delete__的作用后文再細講。

通過實例訪問屬性

__getattribute__、__getattr__、__get__和__dict__[attr]都是跟屬性訪問相關的方法，它們的優先級:

當類中定義了__getattribute__方法時，則調用__getattribute__。
如果訪問的屬性存在，且

2.1 屬性是個Descriptor，是調用這個屬性的__get__

2.2 屬性不是Descriptor，則調用__dict__[attr]
如果類中沒有定義該屬性，則調用__getattr__
否則，拋出異常AttributeError

驗證4

class A(object):
    pass

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    print a.d

輸出：

AttributeError: 'A' object has no attribute 'd'

驗證3

class A(object):
    def __getattr__(self,name):
        return name+" not found in "+self.__class__.__name__+" object"


if __name__ == '__main__':
    a=A()
    print a.d

輸出：

d not found in A object

驗證2.1

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__
    

class A(object):
    d=Descriptor()
    def __getattr__(self,name):
        return name+" not found in "+self.__class__.__name__+" object"


if __name__ == '__main__':
    a=A()
    print a.d

輸出：

Descriptor in A

__getattr__並沒有被調用。

驗證2.2

class A(object):
    d=10
    def __getattr__(self,name):
        return name+" not found in "+self.__class__.__name__+" object"


if __name__ == '__main__':
    a=A()
    print a.d

輸出：

__getattr__並沒有被調用。

驗證1

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__
    

class A(object):
    d=Descriptor()
    def __getattribute__(self,name):
        return '__getattribute__ '
    def __getattr__(self,name):
        return name+" not found in "+self.__class__.__name__+" object"


if __name__ == '__main__':
    a=A()

輸出：

__getattribute__

__get__和__getattr__並沒有被調用。

通過實例設置屬性

跟屬性設置相關的方法有3個：__setattr__、__set__和__dict__[attr]=val。它們的優先級跟get正好反過來：

如果類中定義了__setattr__方法，則直接調用__setattr__
如果賦值的屬性是個Descriptor，且
2.1 該Descriptor中定義了__set__，則直接調用__set__
2.2 該Descriptor中沒有定義__set__，則調用__dict__[attr]=val
如果賦值的屬性不是Descriptor，則直接調用__dict__[attr]=val
如果該屬性不存在，則動態地添加該屬性，然后調用__dict__[attr]=val進行賦值

驗證4

class A(object):
    pass

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    a.d='hello'
    print a.d

輸出：

hello

驗證3

class A(object):
    d=10

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    a.d=30
    print a.d

輸出：

驗證2.2

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__

class A(object):
    d=Descriptor()

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    a.d=30
    print a.d

輸出：

驗證2.1

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__

    def __set__(self,instance,value):
        pass

class A(object):
    d=Descriptor()

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    a.d=30
    print a.d

輸出

Descriptor in A

因為代碼“a.d=30”調用了__set__，而__set__又什么都沒做，所以屬性d還是Descriptor對象（而非30），那么在執行"print a.d"時自然就調到了__get__

驗證1

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__

    def __set__(self,instance,value):
        print '__set__'

class A(object):
    d=Descriptor()

    def __setattr__(self,name,value):
        print '__setattr__'

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    a.d=30
    print a.d

輸出

__setattr__
Descriptor in A

調用了__setattr__，而__set__並沒有被調到。

通過實例刪除屬性

調用del instance.attr進行屬性刪除時可能會調到__delattr__或__delete__，它們的優先級跟set雷同。

如果類中定義了__delattr__方法，則直接調用__delattr__
如果賦值的屬性是個Descriptor，且該Descriptor中定義了__delete__，則直接調用__delete__
如果賦值的屬性是個Descriptor，且該Descriptor中沒有定義__delete__，則會報異常AttributeError：屬性是只讀的
如果賦值的屬性不是Descriptor，也會報異常AttributeError：屬性是只讀的
如果該屬性不存在，則報異常AttributeError

驗證5

class A(object):
    pass

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    del a.d

輸出

AttributeError: 'A' object has no attribute 'd'

驗證4

class A(object):
    d=10

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    del a.d

輸出

AttributeError: 'A' object attribute 'd' is read-only

驗證3

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__


class A(object):
    d=Descriptor()

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    del a.d

輸出

AttributeError: 'A' object attribute 'd' is read-only

驗證2

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__

    def __delete__(self,instance):
        print '__delete__'

class A(object):
    d=Descriptor()

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    del a.d

輸出

__delete__

驗證1

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,instance,owner):
        return 'Descriptor in '+owner.__name__

    def __delete__(self,instance):
        print '__delete__'

class A(object):
    d=Descriptor()

    def __delattr__(self,name):
        print '__delattr__'

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    del a.d

輸出

__delattr__

__delete__並沒有被調用。

get set delete參數說明

class Descriptor(object):
    
    def __get__(self,obj,owner):
        return '__get__',self,obj,owner

    def __set__(self,obj,val):
        print '__set__',self,obj,val

    def __delete__(self,obj):
        print '__delete__',self,obj
    

class A(object):
    d=Descriptor()

if __name__ == '__main__':
    a=A()
    print a.d
    a.d=3
    del a.d

輸出

('__get__', <__main__.Descriptor object at 0x100481c10>, <__main__.A object at 0x1004a0fd0>, <class '__main__.A'>)
__set__ <__main__.Descriptor object at 0x100481c10> <__main__.A object at 0x1004a0fd0> 3
__delete__ <__main__.Descriptor object at 0x100481c10> <__main__.A object at 0x1004a0fd0>

可見，3個方法參數中的obj是Descriptor屬性所在的對象，而owner參數（__get__中的owner參數）是該對象所屬的類。

在上面的討論中我們是通過實例操作屬性，如果你作一下對應轉換："實例轉換到類，類轉換到MetaClass"，那就是通過類操作屬性的規則。這種對應轉換也是容易理解的，應該類是用於創建對象的，而MetaClass是用於創建類的。

class MetaClass(object):
    pass  

class A(object):
    __metaclass__=MetaClass

通過類訪問屬性

通過A.attr訪問屬性的規則為：

如果MetaClass中有__getattribute__，則直接返回該__getattribute__的結果。
如果attr是個Descriptor，則直接返回Descriptor的__get__的結果。
如果attr是通過屬性，則直接返回attr的值
如果類中沒有attr，且MetaClass中定義了__getattr__，則調用MetaClass中的__getattr__
如果類中沒有attr，且MetaClass中沒有定義__getattr__，則拋出異常AttributeError

通過類設置屬性

通過A.attr=val給屬性賦值時：

如果MetaClass中定義了__setattr__，則執行該__setattr__
如果該屬性是Descriptor，且定義了__set__，則執行Descriptor的__set__
如果是普通屬性或None-data Descriptor，則直接令attr=val
如果屬性不存在，則動態給類添加該屬性，然后進行賦值

通過類刪除屬性

通過del A.attr刪除屬性時：

如果MetaClass中定義了__delattr__，則執行該__delattr__
如果該屬性是Descriptor，且定義了__delete__，則執行Descriptor的__delete__
如果是普通屬性，或雖是Descriptor但是沒有定義__delete__，則直接從A.__dict__中刪除該屬性
如果屬性不存在，則拋出異常AttributeError

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