在Python中，對于一個對象的屬性訪問，我們一般采用的是點(diǎn)(.)屬性運(yùn)算符進(jìn)行操作。例如，有一個類實(shí)例對象foo，它有一個name屬性，那便可以使用foo.name對此屬性進(jìn)行訪問。一般而言，點(diǎn)(.)屬性運(yùn)算符比較直觀，也是我們經(jīng)常碰到的一種屬性訪問方式。然而，在點(diǎn)(.)屬性運(yùn)算符的背后卻是別有洞天，值得我們對對象的屬性訪問進(jìn)行探討。

在進(jìn)行對象屬性訪問的分析之前，我們需要先了解一下對象怎么表示其屬性。為了便于說明，本文以新式類為例。有關(guān)新式類和舊式類的區(qū)別，大家可以查看Python官方文檔。

對象的屬性

Python中，“一切皆對象”。我們可以給對象設(shè)置各種屬性。先來看一個簡單的例子：

class Animal(object):run = True class Dog(Animal):fly = Falsedef __init__(self, age):self.age = agedef sound(self):return "wang wang~"

上面的例子中，我們定義了兩個類。類Animal定義了一個屬性run；類Dog繼承自Animal，定義了一個屬性fly和兩個函數(shù)。接下來，我們實(shí)例化一個對象。對象的屬性可以從特殊屬性__dict__中查看。

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由上面的例子可以看出：屬性在哪個對象上定義，便會出現(xiàn)在哪個對象的__dict__中。例如：

• 類Animal定義了一個屬性run，那這個run屬性便只會出現(xiàn)在類Animal的__dict__中，而不會出現(xiàn)在其子類中。
• 類Dog定義了一個屬性fly和兩個函數(shù)，那這些屬性和方法便會出現(xiàn)在類Dog的__dict__中，同時它們也不會出現(xiàn)在實(shí)例的__dict__中。
• 實(shí)例對象dog的__dict__中只出現(xiàn)了一個屬性age，這是在初始化實(shí)例對象的時候添加的，它沒有父類的屬性和方法。

由此可知：Python中對象的屬性具有 “層次性”，屬性在哪個對象上定義，便會出現(xiàn)在哪個對象的__dict__中。
在這里我們首先了解的是屬性值會存儲在對象的__dict__中，查找也會在對象的__dict__中進(jìn)行查找的。至于Python對象進(jìn)行屬性訪問時，會按照怎樣的規(guī)則來查找屬性值呢？這個問題在后文中進(jìn)行討論。

對象屬性訪問與特殊方法__getattribute__

正如前面所述，Python的屬性訪問方式很直觀，使用點(diǎn)屬性運(yùn)算符。在新式類中，對對象屬性的訪問，都會調(diào)用特殊方法__getattribute__。__getattribute__允許我們在訪問對象屬性時自定義訪問行為，但是使用它特別要小心無限遞歸的問題。

還是以上面的情景為例：

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上面的例子中我們重寫了__getattribute__方法。注意我們使用了super()方法來避免無限循環(huán)問題。下面我們實(shí)例化一個對象來說明訪問對象屬性時__getattribute__的特性。

# 實(shí)例化對象dog >>> dog = Dog(1) # 訪問dog對象的age屬性 >>> dog.age calling __getattribute__ 1 # 訪問dog對象的fly屬性 >>> dog.fly calling __getattribute__ False # 訪問dog對象的run屬性 >>> dog.run calling __getattribute__ True # 訪問dog對象的sound方法 >>> dog.sound calling __getattribute__ <bound method Dog.sound of <__main__.Dog object at 0x0000000005A90668>>

由上面的驗(yàn)證可知，__ getattribute__是實(shí)例對象查找屬性或方法的入口。實(shí)例對象訪問屬性或方法時都需要調(diào)用到__getattribute __ ，之后才會根據(jù)一定的規(guī)則在各個__dict__中查找相應(yīng)的屬性值或方法對象，若沒有找到則會調(diào)用__getattr__（后面會介紹到）。__getattribute__是Python中的一個內(nèi)置方法，關(guān)于其底層實(shí)現(xiàn)可以查看相關(guān)官方文檔，后面將要介紹的屬性訪問規(guī)則就是依賴于__getattribute__的。

對象屬性控制

在繼續(xù)介紹后面相關(guān)內(nèi)容之前，讓我們先來了解一下Python中和對象屬性控制相關(guān)的相關(guān)方法。

__ getattr__(self, name)__ getattr__可以用來在當(dāng)用戶試圖訪問一個根本不存在（或者暫時不存在）的屬性時，來定義類的行為。前面講到過，當(dāng)__getattribute__方法找不到屬性時，最終會調(diào)用__getattr__方法。它可以用于捕捉錯誤的以及靈活地處理AttributeError。只有當(dāng)試圖訪問不存在的屬性時它才會被調(diào)用。

__ setattr__(self, name, value)__ setattr__方法允許你自定義某個屬性的賦值行為，不管這個屬性存在與否，都可以對任意屬性的任何變化都定義自己的規(guī)則。關(guān)于__setattr__有兩點(diǎn)需要說明：第一，使用它時必須小心，不能寫成類似self.name = “Tom”這樣的形式，因?yàn)檫@樣的賦值語句會調(diào)用__setattr__方法，這樣會讓其陷入無限遞歸；第二，你必須區(qū)分 對象屬性 和 類屬性 這兩個概念。后面的例子中會對此進(jìn)行解釋。

__ delattr__(self, name)__delattr__用于處理刪除屬性時的行為。和__setattr__方法要注意無限遞歸的問題，重寫該方法時不要有類似del self.name的寫法。

還是以上面的例子進(jìn)行說明，不過在這里我們要重寫三個屬性控制方法。

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以下進(jìn)行驗(yàn)證。首先是__getattr__:

# 創(chuàng)建實(shí)例對象dog >>> dog = Dog(1) calling __setattr__ # 檢查一下dog和Dog的__dict__ >>> dog.__dict__ {'age': 1} >>> Dog.__dict__ dict_proxy({'__delattr__': <function __main__.__delattr__>,'__doc__': None,'__getattr__': <function __main__.__getattr__>,'__init__': <function __main__.__init__>,'__module__': '__main__','__setattr__': <function __main__.__setattr__>,'fly': False}) # 獲取dog的age屬性 >>> dog.age 1 # 獲取dog的adult屬性。 # 由于__getattribute__沒有找到相應(yīng)的屬性，所以調(diào)用__getattr__。 >>> dog.adult calling __getattr__ False # 調(diào)用一個不存在的屬性name，__getattr__捕獲AttributeError錯誤 >>> dog.name calling __getattr__ Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>File "<stdin>", line 10, in __getattr__ AttributeError

可以看到，屬性訪問時，當(dāng)訪問一個不存在的屬性時觸發(fā)__getattr__，它會對訪問行為進(jìn)行控制。接下來是__setattr__：

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實(shí)例對象的__setattr__方法可以定義屬性的賦值行為，不管屬性是否存在。當(dāng)屬性存在時，它會改變其值；當(dāng)屬性不存在時，它會添加一個對象屬性信息到對象的__dict__中，然而這并不改變類的屬性。從上面的例子可以看出來。

最后，看一下__delattr__：

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描述符

描述符是Python 2.2 版本中引進(jìn)來的新概念。描述符一般用于實(shí)現(xiàn)對象系統(tǒng)的底層功能， 包括綁定和非綁定方法、類方法、靜態(tài)方法特特性等。關(guān)于描述符的概念，官方并沒有明確的定義，可以在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料。這里我從自己的認(rèn)識談一些想法，如有不當(dāng)之處還請包涵。

在前面我們了解了對象屬性訪問和行為控制的一些特殊方法，例如__getattribute__、__ getattr__、__ setattr__、__ delattr__。以我的理解來看，這些方法應(yīng)當(dāng)具有屬性的”普適性”，可以用于屬性查找、設(shè)置、刪除的一般方法，也就是說所有的屬性都可以使用這些方法實(shí)現(xiàn)屬性的查找、設(shè)置、刪除等操作。但是，這并不能很好地實(shí)現(xiàn)對某個具體屬性的訪問控制行為。例如，上例中假如要實(shí)現(xiàn)dog.age屬性的類型設(shè)置（只能是整數(shù)），如果單單去修改__setattr__方法滿足它，那這個方法便有可能不能支持其他的屬性設(shè)置。

在類中設(shè)置屬性的控制行為不能很好地解決問題，Python給出的方案是：__ getattribute__、__ getattr__、__ setattr__、__ delattr__等方法用來實(shí)現(xiàn)屬性查找、設(shè)置、刪除的一般邏輯，而對屬性的控制行為就由屬性對象來控制。這里單獨(dú)抽離出來一個屬性對象，在屬性對象中定義這個屬性的查找、設(shè)置、刪除行為。這個屬性對象就是描述符。

描述符對象一般是作為其他類對象的屬性而存在。在其內(nèi)部定義了三個方法用來實(shí)現(xiàn)屬性對象的查找、設(shè)置、刪除行為。這三個方法分別是：

• get(self, instance, owner)：定義當(dāng)試圖取出描述符的值時的行為。
• set(self, instance, value)：定義當(dāng)描述符的值改變時的行為。
• delete(self, instance)：定義當(dāng)描述符的值被刪除時的行為。

其中：instance為把描述符對象作為屬性的對象實(shí)例；
owner為instance的類對象。

以下以官方的一個例子進(jìn)行說明：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個Python學(xué)習(xí)交流QQ群：857662006 尋找有志同道合的小伙伴， 互幫互助,群里還有不錯的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' class RevealAccess(object):def __init__(self, initval=None, name='var'):self.val = initvalself.name = namedef __get__(self, obj, objtype):print 'Retrieving', self.namereturn self.valdef __set__(self, obj, val):print 'Updating', self.nameself.val = val class MyClass(object):x = RevealAccess(10, 'var "x"')y = 5

以上定義了兩個類。其中RevealAccess類的實(shí)例是作為MyClass類屬性x的值存在的。而且RevealAccess類定義了__get__、__ set__方法，它是一個描述符對象。注意，描述符對象的__get__、__ set__方法中使用了諸如self.val和self.val = val等語句，這些語句會調(diào)用__getattribute__、__ setattr__等方法，這也說明了__getattribute__、__ setattr__等方法在控制訪問對象屬性上的一般性（一般性是指對于所有屬性它們的控制行為一致），以及__get__、__set__等方法在控制訪問對象屬性上的特殊性（特殊性是指它針對某個特定屬性可以定義不同的行為）。

以下進(jìn)行驗(yàn)證：

# 創(chuàng)建Myclass類的實(shí)例m >>> m = MyClass() # 查看m和MyClass的__dict__ >>> m.__dict__ {} >>> MyClass.__dict__ dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'MyClass' objects>,'__doc__': None,'__module__': '__main__','__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'MyClass' objects>,'x': <__main__.RevealAccess at 0x5130080>,'y': 5}) # 訪問m.x。會先觸發(fā)__getattribute__方法 # 由于x屬性的值是一個描述符，會觸發(fā)它的__get__方法 >>> m.x Retrieving var "x" 10 # 設(shè)置m.x的值。對描述符進(jìn)行賦值，會觸發(fā)它的__set__方法 # 在__set__方法中還會觸發(fā)__setattr__方法（self.val = val） >>> m.x = 20 Updating var "x" # 再次訪問m.x >>> m.x Retrieving var "x" 20 # 查看m和MyClass的__dict__，發(fā)現(xiàn)這與對描述符賦值之前一樣。 # 這一點(diǎn)與一般屬性的賦值不同，可參考上述的__setattr__方法。 # 之所以前后沒有發(fā)生變化，是因?yàn)樽兓w現(xiàn)在描述符對象上， # 而不是實(shí)例對象m和類MyClass上。 >>> m.__dict__ {} >>> MyClass.__dict__ dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'MyClass' objects>,'__doc__': None,'__module__': '__main__','__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'MyClass' objects>,'x': <__main__.RevealAccess at 0x5130080>,'y': 5})

上面的例子對描述符進(jìn)行了一定的解釋，不過對描述符還需要更進(jìn)一步的探討和分析，這個工作先留待以后繼續(xù)進(jìn)行。

最后，還需要注意一點(diǎn)：描述符有數(shù)據(jù)描述符和非數(shù)據(jù)描述符之分。

• 只要至少實(shí)現(xiàn)__get__、__ set__、__ delete__方法中的一個就可以認(rèn)為是描述符；
• 只實(shí)現(xiàn)__get__方法的對象是非數(shù)據(jù)描述符，意味著在初始化之后它們只能被讀取；
• 同時實(shí)現(xiàn)__get__和__set__的對象是數(shù)據(jù)描述符，意味著這種屬性是可讀寫的。

屬性訪問的優(yōu)先規(guī)則

在以上的討論中，我們一直回避著一個問題，那就是屬性訪問時的優(yōu)先規(guī)則。我們了解到，屬性一般都在__dict__中存儲，但是在訪問屬性時，在對象屬性、類屬型、基類屬性中以怎樣的規(guī)則來查詢屬性呢？以下對Python中屬性訪問的規(guī)則進(jìn)行分析。

由上述的分析可知，屬性訪問的入口點(diǎn)是__getattribute__方法。它的實(shí)現(xiàn)中定義了Python中屬性訪問的優(yōu)先規(guī)則。Python官方文檔中對__getattribute__的底層實(shí)現(xiàn)有相關(guān)的介紹，本文暫時只是討論屬性查找的規(guī)則，

Python屬性查找

查找屬性的第一步是搜索基類列表，即type(b).__ mro__，直到找到該屬性的第一個定義，并將該屬性的值賦值給descr；
判斷descr的類型。它的類型可分為數(shù)據(jù)描述符、非數(shù)據(jù)描述符、普通屬性、未找到等類型。若descr為數(shù)據(jù)描述符，則調(diào)用desc.__ get__(b, type(b))，并將結(jié)果返回，結(jié)束執(zhí)行。否則進(jìn)行下一步；
如果descr為非數(shù)據(jù)描述符、普通屬性、未找到等類型，則查找實(shí)例b的實(shí)例屬性，即b.__ dict__。如果找到，則將結(jié)果返回，結(jié)束執(zhí)行。否則進(jìn)行下一步；
如果在b.__ dict__未找到相關(guān)屬性，則重新回到descr值的判斷上。

• 若descr為非數(shù)據(jù)描述符，則調(diào)用desc.__ get__(b, type(b))，并將結(jié)果返回，結(jié)束執(zhí)行；
• 若descr為普通屬性，直接返回結(jié)果并結(jié)束執(zhí)行；
• 若descr為空（未找到），則最終拋出 AttributeError 異常，結(jié)束查找。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python 中的属性访问与描述符的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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