Python对象的属性访问过程详解


Posted in Python onMarch 05, 2020

只想回答一个问题: 当编译器要读取obj.field时, 发生了什么?

看似简单的属性访问, 其过程还蛮曲折的. 总共有以下几个step:

1. 如果obj 本身(一个instance )有这个属性, 返回. 如果没有, 执行 step 2

2. 如果obj 的class 有这个属性, 返回. 如果没有, 执行step 3.

3. 如果在obj class 的父类有这个属性, 返回. 如果没有, 继续执行3, 直到访问完所有的父类. 如果还是没有, 执行step 4.

4. 执行obj.__getattr__方法.

通过以下代码可以验证:

class A(object):
  a = 'a'

class B(A):
  b = 'b'

class C(B):
  class_field = 'class field'
  def __getattr__(self, f):
    print('Method {}.__getattr__ has been called.'.format(
      self.__class__.__name__))
    return f
c = C()
print c.a
print c.b
print c.class_field
print c.c

输出:

a
b
class field
Method C.__getattr__ has been called.
c

PS: python里的attribute与property不同, 当使用了property里, property的解析优先级最高. 详见blog:从attribute到property.

补充知识:深入理解python对象及属性

类属性和实例属性

首先来看看类属性和类实例的属性在python中如何存储,通过__dir__方法来查看对象的属性

>>> class Test(object):
    pass
>>> test = Test()
# 查看类属性
>>> dir(Test)
['__class__','__delattr__','__dict__','__doc__','__format__',
'__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__',
 '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', 
 '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__',
 '__weakref__']
# 查看实例属性
>>> dir(test)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', 
'__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__',
 '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
 '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 
 '__weakref__']

我们主要看一个属性__dict__,因为 __dict__保存的对象的属性,看下面一个例子

>>> class Spring(object):
...   season = "the spring of class"
... 

# 查看Spring类保存的属性
>>> Spring.__dict__
dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, 
'season': 'the spring of class', 
'__module__': '__main__', 
'__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, 
'__doc__': None})

# 通过两种方法访问类属性
>>> Spring.__dict__['season']
'the spring of class'
>>> Spring.season
'the spring of class'

发现__dict__有个'season'键,这就是这个类的属性,其值就是类属性的数据.

接来看,看看它的实例属性

>>> s = Spring()
# 实例属性的__dict__是空的
>>> s.__dict__
{}
# 其实是指向的类属性
>>> s.season
'the spring of class'

# 建立实例属性
>>> s.season = "the spring of instance"
# 这样,实例属性里面就不空了。这时候建立的实例属性和类属性重名,并且把它覆盖了
>>> s.__dict__
{'season': 'the spring of instance'}
>>> s.__dict__['season']
'the spring of instance'
>>> s.season
'the spring of instance'

# 类属性没有受到实例属性的影响
>>> Spring.__dict__['season']
'the spring of class'
>>> Spring.__dict__
dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, 'season': 'the spring of class', '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, '__doc__': None})

# 如果将实例属性删除,又会调用类属性
>>> del s.season
>>> s.__dict__
{}
>>> s.season
'the spring of class'

# 自定义实例属性,对类属性没有影响
>>> s.lang = "python"
>>> s.__dict__
{'lang': 'python'}
>>> s.__dict__['lang']
'python'

# 修改类属性
>>> Spring.flower = "peach"
>>> Spring.__dict__
dict_proxy({'__module__': '__main__', 
'flower': 'peach', 
'season': 'the spring of class', 
'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, '__doc__': None})
>>> Spring.__dict__['flower']
'peach'
# 实例中的__dict__并没有变化
>>> s.__dict__
{'lang': 'python'}
# 实例中找不到flower属性,调用类属性
>>> s.flower
'peach'

下面看看类中包含方法,__dict__如何发生变化

# 定义类
>>> class Spring(object):
...   def tree(self, x):
...     self.x = x
...     return self.x
... 
# 方法tree在__dict__里面
>>> Spring.__dict__
dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, 
'__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, 
'__module__': '__main__', 
'tree': <function tree at 0xb748fdf4>, 
'__doc__': None})
>>> Spring.__dict__['tree']
<function tree at 0xb748fdf4>

# 建立实例,但是__dict__中没有方法 
>>> t = Spring()
>>> t.__dict__
{}

# 执行方法
>>> t.tree("xiangzhangshu")
'xiangzhangshu'
# 实例方法(t.tree('xiangzhangshu'))的第一个参数(self,但没有写出来)绑定实例 t,透过 self.x 来设定值,即给 t.__dict__添加属性值。
>>> t.__dict__
{'x': 'xiangzhangshu'}
# 如果没有将x 赋值给 self 的属性,而是直接 return,结果发生了变化
>>> class Spring(object):
...   def tree(self, x):
...     return x
>>> s = Spring()
>>> s.tree("liushu")
'liushu'
>>> s.__dict__
{}

需要理解python中的一个观点,一切都是对象,不管是类还是实例,都可以看成是对象,符合object.attribute ,都会有自己的属性

使用__slots__优化内存使用

默认情况下,python在各个实例中为名为__dict__的字典里存储实例属性,而字典会消耗大量内存(字典要使用底层散列表提升访问速度), 通过__slots__类属性,在元组中存储实例属性,不用字典,从而节省大量内存

# 在类中定义__slots__属性就是说这个类中所有实例的属性都在这儿了,如果几百万个实例同时活动,能节省大量内存
>>> class Spring(object):
...   __slots__ = ("tree", "flower")
... 
# 仔细看看 dir() 的结果,还有__dict__属性吗?没有了,的确没有了。也就是说__slots__把__dict__挤出去了,它进入了类的属性。
>>> dir(Spring)
['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slots__', '__str__', '__subclasshook__', 'flower', 'tree']
>>> Spring.__slots__
('tree', 'flower')
# 实例化
>>> t = Spring()
>>> t.__slots__
('tree', 'flower')

# 通过类赋予属性值
>>> Spring.tree = "liushu"
# tree这个属性是只读的, 实例不能修改
>>> t.tree = "guangyulan"
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Spring' object attribute 'tree' is read-only
>>> t.tree
'liushu'

# 对于用类属性赋值的属性,只能用来修改
>>> Spring.tree = "guangyulan"
>>> t.tree
'guangyulan'

# 对于没有用类属性赋值的属性,可以通过实例来修改
>>> t.flower = "haitanghua"
>>> t.flower
'haitanghua'
# 实例属性的值并没有传回到类属性,你也可以理解为新建立了一个同名的实例属性
>>> Spring.flower
<member 'flower' of 'Spring' objects>
# 如果再给类属性赋值
>>> Spring.flower = "ziteng"
>>> t.flower
'ziteng'

如果使用的当,__slots__可以显著节省内存,按需要注意一下问题

在类中定义__slots__之后,实例不能再有__slots__所列名称之外的其他属性

每个子类都要定义__slots__熟悉,因为解释器会忽略继承__slots__属性

如果不把__werkref__加入__slots__,实例不能作为弱引用的目标

属性的魔术方法

来看几个魔术方法

__setattr__(self,name,value):如果要给 name 赋值,就调用这个方法。
__getattr__(self,name):如果 name 被访问,同时它不存在的时候,此方法被调用。
__getattribute__(self,name):当 name被访问时自动被调用(注意:这个仅能用于新式类),无论 name 是否存在,都要被调用。
__delattr__(self,name):如果要删除 name,这个方法就被调用。
>>> class A(object):
...   def __getattr__(self, name):
...     print "You use getattr"
...   def __setattr__(self, name, value):
...     print "You use setattr"
...     self.__dict__[name] = value
# a.x,按照本节开头的例子,是要报错的。但是,由于在这里使用了__getattr__(self, name) 方法,当发现 x 不存在于对象的__dict__中的时候,就调用了__getattr__,即所谓“拦截成员”。
>>> a = A()
>>> a.x
You use getattr

# 给对象的属性赋值时候,调用了__setattr__(self, name, value)方法,这个方法中有一句 self.__dict__[name] = value,通过这个语句,就将属性和数据保存到了对象的__dict__中
>>> a.x = 7
You use setattr

# 测试__getattribute__(self,name)
>>> class B(object):
...   def __getattribute__(self, name):
...     print "you are useing getattribute"
...     return object.__getattribute__(self, name)
# 返回的内容用的是 return object.__getattribute__(self, name),而没有使用 return self.__dict__[name]。因为如果用这样的方式,就是访问 self.__dict__,只要访问这个属性,就要调用`getattribute``,这样就导致了无限递归

# 访问不存在的成员,可以看到,已经被__getattribute__拦截了,虽然最后还是要报错的。
>>> b = B()
>>> b.y
you are useing getattribute
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
 File "<stdin>", line 4, in __getattribute__
AttributeError: 'B' object has no attribute 'y'

Property函数

porperty可以作为装饰器使用把方法标记为特性

class Vector(object):
  def __init__(self, x, y):
    # 使用两个前导下划线,把属性标记为私有
    self.__x = float(x)
    self.__y = float(y)
  
  # porperty装饰器把读值方法标记为特性
  @property
  def x(self):
    return self.__x
    
  @property
  def y(self):
    return self.__y
    
vector = Vector(3,4)
print(vector.x, vector.y)

使用property可以将函数封装为属性

class Rectangle(object):
  """
  the width and length of Rectangle
  """
  def __init__(self):
    self.width = 0
    self.length = 0

  def setSize(self, size):
    self.width, self.length = size
  def getSize(self):
    return self.width, self.length

if __name__ == "__main__":
  r = Rectangle()
  r.width = 3
  r.length = 4
  print r.getSize()  # (3,4)
  r.setSize( (30, 40) )
  print r.width  # 30
  print r.length  # 40

这段代码可以正常运行,但是属性的调用方式可以改进,如下:

class Rectangle(object):
  """
  the width and length of Rectangle
  """
  def __init__(self):
    self.width = 0
    self.length = 0

  def setSize(self, size):
    self.width, self.length = size
  def getSize(self):
    return self.width, self.length
  # 使用property方法将函数封装为属性,更优雅
  size = property(getSize, setSize)

if __name__ == "__main__":
  r = Rectangle()
  r.width = 3
  r.length = 4
  print r.size   # (30, 40)
  r.size = 30, 40
  print r.width  # 30
  print r.length  # 40

使用魔术方法实现:

class NewRectangle(object):
  def __init__(self):
    self.width = 0
    self.length = 0
  
  def __setattr__(self, name, value):
    if name == 'size':
      self.width, self, length = value
    else:
      self.__dict__[name] = value
      
  def __getattr__(self, name):
    if name == 'size':
      return self.width, self.length
    else:
      raise AttrubuteErrir
      
if __name__ == "__main__":
  r = Rectangle()
  r.width = 3
  r.length = 4
  print r.size   # (30, 40)
  r.size = 30, 40
  print r.width  # 30
  print r.length  # 40

属性的获取顺序

最后我们来看看熟悉的获得顺序:通过实例获取其属性,如果在__dict__中有相应的属性,就直接返回其结果;如果没有,会到类属性中找。

看下面一个例子:

class A(object):
  author = "qiwsir"
  def __getattr__(self, name):
    if name != "author":
      return "from starter to master."

if __name__ == "__main__":
  a = A()
  print a.author # qiwsir
  print a.lang # from starter to master.

当 a = A() 后,并没有为实例建立任何属性,或者说实例的__dict__是空的。但是如果要查看 a.author,因为实例的属性中没有,所以就去类属性中找,发现果然有,于是返回其值 “qiwsir”。但是,在找 a.lang的时候,不仅实例属性中没有,类属性中也没有,于是就调用了__getattr__()方法。在上面的类中,有这个方法,如果没有__getattr__()方法呢?如果没有定义这个方法,就会引发 AttributeError,这在前面已经看到了。

以上这篇Python对象的属性访问过程详解就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
Python的函数的一些高阶特性
Apr 27 Python
Python验证企业工商注册码
Oct 25 Python
Python字符串切片操作知识详解
Mar 28 Python
Django使用HttpResponse返回图片并显示的方法
May 22 Python
python leetcode 字符串相乘实例详解
Sep 03 Python
Python中staticmethod和classmethod的作用与区别
Oct 11 Python
python合并已经存在的sheet数据到新sheet的方法
Dec 11 Python
详解如何在cmd命令窗口中搭建简单的python开发环境
Aug 29 Python
Python基于read(size)方法读取超大文件
Mar 12 Python
Python 解析xml文件的示例
Sep 29 Python
Python实现Telnet自动连接检测密码的示例
Apr 16 Python
python 爬取哔哩哔哩up主信息和投稿视频
Jun 07 Python
Python安装OpenCV的示例代码
Mar 05 #Python
opencv python在视屏上截图功能的实现
Mar 05 #Python
谈谈Python:为什么类中的私有属性可以在外部赋值并访问
Mar 05 #Python
python如何将两张图片生成为全景图片
Mar 05 #Python
Python 定义只读属性的实现方式
Mar 05 #Python
Pycharm中import torch报错的快速解决方法
Mar 05 #Python
Python中私有属性的定义方式
Mar 05 #Python
You might like
新版PHP将向Java靠拢
2006/10/09 PHP
php中autoload的用法总结
2013/11/08 PHP
ThinkPHP3.1新特性之动态设置自动完成及自动验证示例代码
2014/06/23 PHP
今天你说520了吗?不仅有php表白书还有java表白神器
2016/05/20 PHP
JavaScript去掉空格的方法集合
2010/12/28 Javascript
jQuery最佳实践完整篇
2011/08/20 Javascript
JS重要知识点小结
2011/11/06 Javascript
js性能优化 如何更快速加载你的JavaScript页面
2012/03/17 Javascript
解析URI与URL之间的区别与联系
2013/11/22 Javascript
设置jsf的选择框h:selectOneMenu为不可编辑状态的方法
2014/01/07 Javascript
Javascript中For In语句用法实例
2015/05/14 Javascript
JQ实现新浪游戏首页幻灯片
2015/07/29 Javascript
3种不同的ContextMenu右键菜单实现代码
2016/11/03 Javascript
JS函数多个参数默认值指定方法分析
2016/11/28 Javascript
基于JavaScript实现瀑布流效果
2017/03/29 Javascript
Angular实现下载安装包的功能代码分享
2017/09/05 Javascript
详谈DOM简介及节点、属性、查找节点的方法
2017/11/16 Javascript
nodejs微信开发之自动回复的实现
2019/03/17 NodeJs
js前端如何写一个精确的倒计时代码
2019/10/25 Javascript
python 不关闭控制台的实现方法
2011/10/23 Python
从零学Python之入门(五)缩进和选择
2014/05/27 Python
深入理解Python中的元类(metaclass)
2015/02/14 Python
Python搭建APNS苹果推送通知推送服务的相关模块使用指南
2016/06/02 Python
用Pycharm实现鼠标滚轮控制字体大小的方法
2019/01/15 Python
Django中URL的参数传递的实现
2019/08/04 Python
face++与python实现人脸识别签到(考勤)功能
2019/08/28 Python
如何快速理解python的垃圾回收机制
2020/09/01 Python
Feelunique美国:欧洲大型的在线美妆零售电商
2018/11/04 全球购物
技术经理的自我评价范文
2013/12/03 职场文书
遗体告别仪式主持词
2014/03/20 职场文书
公司自我介绍演讲稿
2014/08/21 职场文书
办公室主任四风问题对照检查材料思想汇报
2014/09/28 职场文书
2014年客服工作总结与计划
2014/12/09 职场文书
党校个人总结
2015/03/04 职场文书
董事长开业致辞
2015/07/29 职场文书
position:sticky 粘性定位的几种巧妙应用详解
2021/04/24 HTML / CSS