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中正则表达式的使用详解
Oct 17 Python
python制作爬虫并将抓取结果保存到excel中
Apr 06 Python
Python简单实现TCP包发送十六进制数据的方法
Apr 16 Python
微信跳一跳自动运行python脚本
Jan 08 Python
python向已存在的excel中新增表,不覆盖原数据的实例
May 02 Python
Python数据预处理之数据规范化(归一化)示例
Jan 08 Python
Django框架验证码用法实例分析
May 10 Python
使用python来调用CAN通讯的DLL实现方法
Jul 03 Python
python 模拟贷款卡号生成规则过程解析
Aug 30 Python
Python 实现训练集、测试集随机划分
Jan 08 Python
关于ResNeXt网络的pytorch实现
Jan 14 Python
python实现马丁策略的实例详解
Jan 15 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
PHP数据类型之整数类型、浮点数的介绍
2013/04/28 PHP
解析左右值无限分类的实现算法
2013/06/20 PHP
php 读写json文件及修改json的方法
2018/03/07 PHP
Javascript 函数对象的多重身份
2009/06/28 Javascript
javascript 面向对象编程基础:封装
2009/08/21 Javascript
基于jQuery的仿flash的广告轮播
2010/11/05 Javascript
js+css 实现遮罩居中弹出层(随浏览器窗口滚动条滚动)
2013/12/11 Javascript
JavaScript 事件入门知识
2015/04/13 Javascript
JavaScript 字符串常用操作小结(非常实用)
2016/11/30 Javascript
JavaScript交换两个变量值的七种解决方案
2016/12/01 Javascript
jQuery拖拽通过八个点改变div大小
2020/11/29 Javascript
jQuery中layer分页器的使用
2017/03/13 Javascript
element-ui使用导航栏跳转路由的用法详解
2018/08/22 Javascript
对vue中v-on绑定自定事件的实例讲解
2018/09/06 Javascript
对angularJs中自定义指令replace的属性详解
2018/10/09 Javascript
jquery获取input输入框中的值
2019/11/13 jQuery
JS实现的定时器展示简单秒表、页面弹框及跳转操作完整示例
2020/01/26 Javascript
[01:45]2014DOTA2 TI预选赛预选赛 大神专访第二弹!
2014/05/20 DOTA
[02:15]2015国际邀请赛选手档案IG.Ferrari 430
2015/07/30 DOTA
python实现每次处理一个字符的三种方法
2014/10/09 Python
python压缩文件夹内所有文件为zip文件的方法
2015/06/20 Python
Django小白教程之Django用户注册与登录
2016/04/22 Python
详解Python连接MySQL数据库的多种方式
2019/04/16 Python
python+numpy实现的基本矩阵操作示例
2019/07/19 Python
python3.7将代码打包成exe程序并添加图标的方法
2019/10/11 Python
Python的对象传递与Copy函数使用详解
2019/12/26 Python
python3中datetime库,time库以及pandas中的时间函数区别与详解
2020/04/16 Python
Scrapy项目实战之爬取某社区用户详情
2020/09/17 Python
利用css3 translate完美实现表头固定效果
2017/02/28 HTML / CSS
盖尔斯工厂店:GUESS Factory
2020/01/21 全球购物
年会活动策划方案
2014/01/23 职场文书
中专生自荐信
2014/06/25 职场文书
施工员岗位职责范本
2015/04/11 职场文书
人与自然的观后感
2015/06/18 职场文书
大学生社会服务心得体会
2016/01/22 职场文书
创业计划书之韩国烧烤店
2019/09/19 职场文书