简单了解python反射机制的一些知识


Posted in Python onJuly 13, 2019

反射

反射机制就是在运行时,动态的确定对象的类型,并可以通过字符串调用对象属性、方法、导入模块,是一种基于字符串的事件驱动。

解释型语言:程序不需要编译,程序在运行时才翻译成机器语言,每执行一次都要翻译一次。因此效率比较低。相对于编译型语言存在的,源代码不是直接翻译成机器语言,而是先翻译成中间代码,再由解释器对中间代码进行解释运行。比如Python/JavaScript / Perl /Shell等都是解释型语言。

python是一门解释型语言,因此对于反射机制支持很好。在python中支持反射机制的函数有getattr()、setattr()、delattr()、exec()、eval()、__import__,这些函数都可以执行字符串。

eval

计算指定表达式的值。它只能执行单个表达式,而不能是复杂的代码逻辑。而且不能是赋值表达式。

单个表达式:

a = "12 + 43"
b = eval(a)
print(b)

复杂表达式:

a = "print(12 + 43); print(1111)"
b = eval(a)
print(b)
# 输出:
Traceback (most recent call last):
File "xxxx.py", line 10, in <module>
b = eval(a)
File "<string>", line 1
print(12 + 43); print(1111)
^
SyntaxError: invalid syntax

赋值:

a = 1
b = eval("a = 21")
print(b)

通常我们使用eval的时候,主要是使用它的返回值,获取表达式计算出的值

exec

执行复杂表达式,返回值永远都是None

b = exec("aa = 21")
print(b) # None,exec返回值为None
print(aa) # 21,exec执行了赋值语句,并定义了aa变量

执行复杂语句:

a = '''ret = []
for i in range(10):
ret.append(i)'''
exec(a)
print(ret) # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

导入模块:

# 导入模块
exec("import config")
print(config.KEYWORD)
# 动态创建类
class Base:
def __init__(self):
print("Base")
a = "Base"
exec(a+"()")

导入模块这个功能就非常厉害了,这样我们就可以动态的创建各种模块类。

eval()函数和exec()函数的区别:

eval()函数只能计算单个表达式的值,而exec()函数可以动态运行代码段。

eval()函数可以有返回值,而exec()函数返回值永远为None。

再看一下下面的例子:

class Base:
def __init__(self):
print("Base")
def test(self):
print("test")
return "Base::test"

如果我们想通过字符串来调用a对象的test方法,应该怎么做呢,如果要获取返回值,那么可以使用

b = eval("a.test()")
print(b)

输出:

test

Base::test

如果不需要获取返回值,那么可以使用exec,exec("a.test()"),输出:test

虽然我们可以使用eval和exec来执行以上代码,但是这种方式有一个缺陷,假如这个属性是不存在的,那么这种调用就会报错。那么做好的方式是什么呢?先判断属性是否存在,如果存在就调用,不存在就不调用,python为我们提供了一套方法:hasattr、getattr、setattr、delattr

hasattr

def hasattr(*args, **kwargs): # real signature unknown
"""
Return whether the object has an attribute with the given name.
This is done by calling getattr(obj, name) and catching AttributeError.
"""
pass

通过源码注释我们知道,它返回对象是否具有指定名称的属性。而且它是通过调用getattr并捕获AttributeError异常来判断的。就像上面的属性调用,我们就可以使用hasattr(a, "test")来判断,通过源码注释我们也可以思考一下,eval这种是不是也可以实现这种方法呢?

def has_attr(obj, name):
try:
eval("obj.%s()" % name)
return True
except AttributeError as e:
return False
a = Base()
if has_attr(a, "test"):
eval("a.test()")
# 输出:
Base
test
test

但是这种方式是有缺陷的,因为test输出了两次,因为我们调用了两次test(),这跟我们想要的效果不一样。如果用hasattr呢,这个函数就不会在判断的时候调用一次了。

getattr()

有了判断属性是否存在的函数,那么就得有获取属性的函数了

def getattr(object, name, default=None): # known special case of getattr
"""
getattr(object, name[, default]) -> value
Get a named attribute from an object; getattr(x, 'y') is equivalent to x.y.
When a default argument is given, it is returned when the attribute doesn't
exist; without it, an exception is raised in that case.
"""
pass

从源码注释我们就能知道获取object对象的名为name的属性,想到与object.name,如果提供了default参数,那么当属性不存在的时候,就会返回默认值。同样是上面的例子:

a = Base()
if hasattr(a, "test"):
func = getattr(a, "test")
func()
# 输出:
Base
test

从例子中我们可以看出,hasattr并没有调用test函数,而且getattr获取到的是函数对象,也没有调用它,通过我们主动执行func()才执行了a.test()函数,这样相比于exec和eval就灵活了许多。

setattr

判断和获取属性有了,那么设置属性也是需要的

def setattr(x, y, v): # real signature unknown; restored from __doc__
"""
Sets the named attribute on the given object to the specified value.
setattr(x, 'y', v) is equivalent to ``x.y = v''
"""
pass

将一个特殊值设置给object对象的name属性,相当于x.y = v

class Base:
def __init__(self):
self.name = "name"
a = Base()
setattr(a, "name", "zhangsan")
print(a.name) # 改变原有属性的值
setattr(a, "age", 32)
print(getattr(a, "age")) # 新增不存在的属性,并设置值

虽然setattr(a, "age", 32)等于a.age=32,但是我们不要忘了,这是通过一个字符串来增加的属性。

判断、获取、增加都有了,当然还有删除delattr,这个我们就不详述了,接下来我们要看一个比较重要的方法。

import

在学习exec的时候,我们有一个例子,导入配置文件exec("import config"),针对这种方式python也为我们提供了更好的方法。

def __import__(name, globals=None, locals=None, fromlist=(), level=0): # real signature unknown; restored from __doc__
"""
__import__(name, globals=None, locals=None, fromlist=(), level=0) -> module
Import a module. Because this function is meant for use by the Python
interpreter and not for general use, it is better to use
importlib.import_module() to programmatically import a module.
The globals argument is only used to determine the context;
they are not modified. The locals argument is unused. The fromlist
should be a list of names to emulate ``from name import ...'', or an
empty list to emulate ``import name''.
When importing a module from a package, note that __import__('A.B', ...)
returns package A when fromlist is empty, but its submodule B when
fromlist is not empty. The level argument is used to determine whether to
perform absolute or relative imports: 0 is absolute, while a positive number
is the number of parent directories to search relative to the current module.
"""
pass

在这里我们最需要关注的是formlist参数,先看一个简单的例子:

a = __import__("config")
print(a.KEYWORD)

config是一个py脚本-config.py,内部有一个变量KEYWORD,我们要通过其他py模块来导入这个文件,使用__import__我们就可以把它导入为一个对象,然后使用对象的方式去调用,而不是一直用exec字符串的形式去调用。上面我们说了formlist这个参数需要关注,为什么呢?我们新增了一个模块:comm。模块内有一个脚本function.py

# function.py
def comm_function():
print("test_module")

我们现在想通过动态引入的方式调用comm_function函数,那么按照上面的方式来

a = __import__("comm.function")
a.comm_function()

结果输出:

Traceback (most recent call last):
File "xxx.py", line 10, in <module>
print(a.comm_function())
AttributeError: module 'comm' has no attribute 'comm_function'

意思是comm模块没有comm_function这个属性,为什么是comm模块而不是function呢?我们可以打印一下模块的引入名称print(a.__name__),打印的结果是comm,就是说我们通过上面的方式只是引入comm,而不是function。其实通过源码注释我们就知道了,__import__(A.B),如果fromlist为空,返回的是A包,如果不为空,则返回其子包B。修改一下我们的代码:

a = __import__("comm.function", fromlist=True)
print(a.__name__)
a.comm_function()
# 输出:
comm.function
test_module

引入的模块和执行函数都正确了,符合了我们的预期要求。

总结

通过以上的函数学习,其中有常用的,也有不常用的,但是这些函数在我们进行框架设计时是必不可少的,尤其是__import__,接下来我们还会继续看框架设计中最重要的一个概念--元编程。学完了这些概念就可以设计框架了。开玩笑的,哪有那么简单。

阅读源码是一种增长知识的最快捷方式,但是前提是基础一定要打好。否则看源码是一头雾水。我们整理完这些概念后,在找几个源码库看看,学习一下里面的设计理念。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
Python Web框架Flask中使用七牛云存储实例
Feb 08 Python
Python使用pymysql小技巧
Jun 04 Python
Python数据结构与算法之列表(链表,linked list)简单实现
Oct 30 Python
Linux下Python安装完成后使用pip命令的详细教程
Nov 22 Python
vscode 配置 python3开发环境的方法
Sep 19 Python
图解python全局变量与局部变量相关知识
Nov 02 Python
基于Pycharm加载多个项目过程图解
Jan 19 Python
Python unittest工作原理和使用过程解析
Feb 24 Python
keras 权重保存和权重载入方式
May 21 Python
Python基于traceback模块获取异常信息
Jul 23 Python
如何使用Python提取Chrome浏览器保存的密码
Jun 09 Python
Python pandas求方差和标准差的方法实例
Aug 04 Python
Python3内置模块之base64编解码方法详解
Jul 13 #Python
Python3enumrate和range对比及示例详解
Jul 13 #Python
基于Python的ModbusTCP客户端实现详解
Jul 13 #Python
Python Numpy库datetime类型的处理详解
Jul 13 #Python
Python3内置模块random随机方法小结
Jul 13 #Python
简单了解python的一些位运算技巧
Jul 13 #Python
简单了解python PEP的一些知识
Jul 13 #Python
You might like
《OVERLORD》手游英文版即将上线 手机上也能扮演骨王
2020/04/09 日漫
PHP 无限分类三种方式 非函数的递归调用!
2011/08/26 PHP
PHP stripos()函数及注意事项的分析
2013/06/08 PHP
linux系统下php安装mbstring扩展的二种方法
2014/01/20 PHP
Yii CFileCache 获取不到值的原因分析
2017/02/08 PHP
50个优秀经典PHP算法大集合 附源码
2020/08/26 PHP
js最简单的拖拽效果实现代码
2010/09/24 Javascript
js 获取、清空input type=&quot;file&quot;的值(示例代码)
2013/12/24 Javascript
浅谈 jQuery 事件源码定位问题
2014/06/18 Javascript
JavaScript高仿支付宝倒计时页面及代码实现
2016/10/21 Javascript
jQuery中Nicescroll滚动条插件的用法
2016/11/10 Javascript
微信小程序 实战程序简易新闻的制作
2017/01/09 Javascript
微信小程序自定义对话框弹出和隐藏动画
2018/07/19 Javascript
js中apply()和call()的区别与用法实例分析
2018/08/14 Javascript
对vue2.0中.vue文件页面跳转之.$router.push的用法详解
2018/08/24 Javascript
修改layui的后台模板的左侧导航栏可以伸缩的方法
2019/09/10 Javascript
JavaScript提升机制Hoisting详解
2019/10/23 Javascript
JS面向对象之单选框实现
2020/01/17 Javascript
JavaScript碰撞检测原理及其实现代码
2020/03/12 Javascript
vue实现日历表格(element-ui)
2020/09/24 Javascript
Python3.x和Python2.x的区别介绍
2013/02/12 Python
Python中unittest用法实例
2014/09/25 Python
python获取本地计算机名字的方法
2015/04/29 Python
numpy 进行数组拼接,分别在行和列上合并的实例
2018/05/08 Python
详解flask表单提交的两种方式
2018/07/21 Python
python实现输出一个序列的所有子序列示例
2019/11/18 Python
Django ORM判断查询结果是否为空,判断django中的orm为空实例
2020/07/09 Python
详解如何在登录过期后跳出Ifram框架
2020/09/10 HTML / CSS
墨西哥网上超市:Superama
2018/07/10 全球购物
ASOS西班牙官网:英国在线时尚和美容零售商
2020/01/10 全球购物
高中生毕业学习总结的自我评价
2013/11/14 职场文书
实习生辞职信范文
2015/03/02 职场文书
2015年小学生自我评价范文
2015/03/03 职场文书
小英雄雨来观后感
2015/06/09 职场文书
动画《平凡职业成就世界最强》宣布制作OVA
2022/04/01 日漫
docker-compose部署Yapi的方法
2022/04/08 Servers