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:
- 验证该属性是否为类实例对象的数据描述符;
- 如果不是,就查看该属性是否能在类实例对象的 __dict__ 中找到;
- 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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