我的Python學習筆記（四）：動態添加屬性和方法

一、動態語言相關概念

1.1 動態語言

• 在運行時代碼可以根據某些條件改變自身結構
• 可以在運行時引進新的函數、對象、甚至代碼，可以刪除已有的函數等其他結構上的變化
• 常見的動態語言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang

1.2 動態類型語言

• 在運行期間檢查數據類型的語言
• 數據類型不是在編譯階段決定的，而是把類型綁定延后到了運行階段
• 常見的動態類型語言：Python、Ruby、Erlang、JavaScript、swift、PHP、Perl

1.3 強類型語言

• 一旦一個變量被指定了某個數據類型，如果不經過強制類型轉換，那么它就永遠是這個數據類型
• 常見的強類型語言：Java、C#、Python、Object-C、Ruby

Python是動態語言，動態類型語言，也是強類型語言。所以Python可以在運行時改變自身結構，動態添加/刪除屬性和方法。接下來將介紹Python如何動態添加屬性和方法。

 

二、動態添加屬性

2.1 添加對象屬性

class Person(object):
    def __init__(self, newName, newAge):
        self.name = newName
        self.age = newAge

zhangsan = Person("張三", 18)
zhangsan.addr = "北京"    # 類對象zhangsan動態添加對象屬性addr
print(zhangsan.name)    # 張三
print(zhangsan.age)     # 18
print(zhangsan.addr)    # 北京

lisi = Person("李四", 28)
print(lisi.name)        # 李四
print(lisi.age)         # 28
print(lisi.addr)        # 'Person' object has no attribute 'addr'

由以上代碼可知，Person類有兩個屬性：name和age。通過[對象名.屬性名]給類對象zhangsan動態添加了對象屬性addr，而Person的另一個類對象lisi卻不能調用這個屬性。

注：通過對象名添加的對象屬性，只有這個對象能使用

2.2 添加類屬性

class Person(object):
    def __init__(self, newName, newAge):
        self.name = newName
        self.age = newAge

Person.addr = "北京"  # 類Person動態添加類屬性addr

zhangsan = Person("張三", 18)
print(zhangsan.name)    # 張三
print(zhangsan.age)     # 18
print(zhangsan.addr)    # 北京

lisi = Person("李四", 28)
print(lisi.name)    # 李四
print(lisi.age)     # 28
print(lisi.addr)    # 北京

由以上代碼可知，通過[類名.屬性名]給類Person動態添加了類屬性addr，Person的類對象zhangsan和lisi都能調用這個屬性

注：通過類名添加的類屬性，這個類的所有對象都能使用

 

三、動態添加方法

類中有三種方法，實例方法，靜態方法和類方法，三種方法的區別如下：

• 實例方法：需要綁定要一個對象上，第一個參數默認使用self，會把對象作為第一個參數傳遞進來
• 靜態方法：使用裝飾器@staticmethod進行定義，類和對象都可以調用，不需要默認參數
• 類方法：使用裝飾器@classmethod進行定義，類和對象都可以調用，第一個參數默認使用cls，會把類作為第一個參數傳遞進來

3.1 添加實例方法

import types

class Person(object):
    def __init__(self, newName, newAge):
        self.name = newName
        self.age = newAge

    def eat(self):
        print("---正在吃---")

def run(self):
    print("---正在跑---")

zhangsan = Person("張三", 18)
zhangsan.eat()  # ---正在吃---
zhangsan.run = types.MethodType(run, zhangsan)  # 類對象zhangsan動態添加對象方法run()
zhangsan.run()  # ---正在跑---

lisi = Person("李四", 28)
lisi.eat()  # ---正在吃---
lisi.run()  # 'Person' object has no attribute 'run'

由以上代碼可知，Person類有一個方法：eat()方法。通過[types.MethodType(方法名, 對象名)]給類對象zhangsan動態添加了對象方法run()，同理，Person的另一個類對象lisi不能調用這個方法

注：通過對象名添加的對象方法，只有這個對象能使用

3.2 添加靜態方法

class Person(object):
    def __init__(self, newName, newAge):
        self.name = newName
        self.age = newAge

    def eat(self):
        print("---正在吃---")

@staticmethod
def staticRun():
    print("---正在跑---")

Person.staticRun = staticRun    # 類Person動態添加靜態方法staticRun()

Person.staticRun()  # ---正在跑---

zhangsan = Person("張三", 18)
zhangsan.eat()        # ---正在吃---
zhangsan.staticRun()  # ---正在跑---

lisi = Person("李四", 28)
lisi.eat()        # ---正在吃---
lisi.staticRun()  # ---正在跑---

由以上代碼可知，通過[類名.靜態方法名]給類Person動態添加了靜態方法staticRun()，Person類的Person的類對象zhangsan和lisi都能調用這個方法

注：通過類名添加的靜態方法，這個類及這個類的所有對象都能使用

3.3 添加類方法

class Person(object):
    def __init__(self, newName, newAge):
        self.name = newName
        self.age = newAge

    def eat(self):
        print("---正在吃---")

@classmethod
def classRun(cls):
    print("---正在跑---")

Person.classRun = classRun    # 類Person動態添加類方法classRun()

Person.classRun()  # ---正在跑---

zhangsan = Person("張三", 18)
zhangsan.eat()        # ---正在吃---
zhangsan.classRun()  # ---正在跑---

lisi = Person("李四", 28)
lisi.eat()        # ---正在吃---
lisi.classRun()  # ---正在跑---

由以上代碼可知，通過[類名.類方法名]給類Person動態添加了類方法classRun()，Person類的Person的類對象zhangsan和lisi都能調用這個方法

注：通過類名添加的類方法，這個類及這個類的所有對象都能使用

 

四、__slots__的使用

通過以上內容，我們知道了如何動態的添加屬性和方法。但是，如果我們想要限制class的屬性該怎么辦？例如：只允許Person實例添加name和age屬性。為了達到這個目的，Python允許在定義class的時候，定義一個特殊變量__slots__來限制該class能添加的屬性。

import types
class Person(object):
    __slots__ = ("name", "age")　　# 定義__slots__    
    def __init__(self, newName, newAge):
        self.name = newName
        self.age = newAge

    def eat(self):
        print("---正在吃---")

def run(self):
    print("---正在跑---")

Person.num = 100        # 類Person動態添加類屬性num

zhangsan = Person("張三", 18)
print(zhangsan.name)    # 張三
print(zhangsan.age)     # 18
print(zhangsan.num)     # 100
zhangsan.eat()          # ---正在吃---

zhangsan.addr = "北京"   # 'Person' object has no attribute 'addr'
zhangsan.run = types.MethodType(run, zhangsan)  # 'Person' object has no attribute 'run'

通過以上代碼可知，__slots__對Person類的動態添加沒有限制，而Person類對象zhangsan不能再動態添加對象屬性和方法。

對於__slot__有以下幾個需要注意的地方：

• __slots__只對類對象進行限制，不對類進行限制
• __slots__不僅限制類對象的屬性，還限制類對象的方法
• __slots__僅對當前類起作用，對繼承的子類不起作用
• 在子類中定義__slots__，子類允許定義的屬性就是自身的__slots__加上父類的__slots__