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什么是描述符,Python描述符详解

Python 中,通过使用描述符,可以让程序员在引用一个对象属性时自定义要完成的工作。

本质上看,描述符就是一个类,只不过它定义了另一个类中属性的访问方式。换句话说,一个类可以将属性管理全权委托给描述符类。

描述符是 Python 中复杂属性访问的基础,它在内部被用于实现 property、方法、类方法、静态方法和 super 类型。

描述符类基于以下 3 个特殊方法,换句话说,这 3 个方法组成了描述符协议:
  • __set__(self, obj, type=None):在设置属性时将调用这一方法(本节后续用 setter 表示);
  • __get__(self, obj, value):在读取属性时将调用这一方法(本节后续用 getter 表示);
  • __delete__(self, obj):对属性调用 del 时将调用这一方法。
其中,实现了 setter 和 getter 方法的描述符类被称为数据描述符;反之,如果只实现了 getter 方法,则称为非数据描述符

实际上,在每次查找属性时,描述符协议中的方法都由类对象的特殊方法 __getattribute__() 调用(注意不要和 __getattr__() 弄混)。也就是说,每次使用类对象.属性(或者 getattr(类对象,属性值))的调用方式时,都会隐式地调用 __getattribute__(),它会按照下列顺序查找该属性:
  1. 验证该属性是否为类实例对象的数据描述符;
  2. 如果不是,就查看该属性是否能在类实例对象的 __dict__ 中找到;
  3. 最后,查看该属性是否为类实例对象的非数据描述符。

为了表达清楚,这里举个例子:
#描述符类
class revealAccess:
    def __init__(self, initval = None, name = 'var'):
        self.val = initval
        self.name = name

    def __get__(self, obj, objtype):
        print("Retrieving",self.name)
        return self.val

    def __set__(self, obj, val):
        print("updating",self.name)
        self.val = val
class myClass:
    x = revealAccess(10,'var "x"')
    y = 5
m = myClass()
print(m.x)
m.x = 20
print(m.x)
print(m.y)
运行结果为:

Retrieving var "x"
10
updating var "x"
Retrieving var "x"
20
5

从这个例子可以看到,如果一个类的某个属性有数据描述符,那么每次查找这个属性时,都会调用描述符的 __get__() 方法,并返回它的值;同样,每次在对该属性赋值时,也会调用 __set__() 方法。


注意,虽然上面例子中没有使用 __del__() 方法,但也很容易理解,当每次使用 del 类对象.属性(或者 delattr(类对象,属性))语句时,都会调用该方法。

除了使用描述符类自定义类属性被调用时做的操作外,还可以使用 property() 函数或者 @property 装饰器,它们会在后续章节做详细介绍。

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