python属性描述符和属性查找过程

1. 属性描述符简介

属性描述符是Python中一个重要的特性,使用属性描述符能够保证对类的属性访问操作的一致性和完整性。在Python中,属性描述符实现了get和set函数的分离,因此可以控制属性的读写权限,而不需要为每个属性都单独编写函数。

属性描述符是用于定义某个类的属性访问逻辑的一种方式,通过定义__get__、__set__和__delete__方法来控制属性的访问,这些方法可以直接访问实例变量。

下面是一个简单的例子来演示属性描述符的用法:

class Celsius:

def __init__(self, temperature=0):

self.temperature = temperature

def to_fahrenheit(self):

return (self.temperature * 1.8) + 32

class Temperature:

def __init__(self):

self._temperature = 0

def __get__(self, instance, owner):

return self._temperature

def __set__(self, instance, value):

if value < -273.15:

raise ValueError('Temperature below -273.15 is not possible')

self._temperature = value

class TemperatureCelsius:

temperature = Temperature()

def __init__(self, temperature=0):

self.temperature = temperature

在class Temperature中,我们定义了__get__和__set__方法,这两个方法接受三个参数,分别是self、instance和owner。其中self表示属性描述符实例本身,instance表示调用属性描述符的实例,owner表示调用属性描述符的类。

在TemperatureCelsius类中,我们将temperature属性设置为Temperature类的实例,这样就可以通过Temperature类的__get__和__set__方法实现对temperature属性的访问控制。

由于Temperature类实现了属性描述符的逻辑,因此我们可以对TemperatureCelsius类中的temperature属性进行访问控制。

例如,我们可以通过以下代码来测试TemperatureCelsius类:

>>> c = TemperatureCelsius(10)

>>> c.temperature

10

>>> c.temperature = -300

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

File "", line 13, in __set__

ValueError: Temperature below -273.15 is not possible

从上面的输出中可以看出,当我们试图将温度设置为-300时,程序会抛出ValueError异常,这是因为Temperature类中的__set__方法中加入了对温度的范围判断。

2. 属性查找过程

2.1. 属性查找的顺序

在Python中,属性查找的顺序是按照MRO(Method Resolution Order)来进行的。MRO是一种算法,用来计算一个类的属性查找顺序。

MRO的计算方法是使用C3算法,它在保证类的继承关系能够顺利进行的前提下,尽可能地保证子类的属性查找顺序与父类相同。

如果一个类继承自多个父类,那么MRO会按照以下步骤计算出属性查找的顺序:

首先,创建一个列表,将所有父类的MRO按照从左到右的顺序排列,并将当前类插入到开头。

然后,从列表中选取一个类,将它的第一个父类插入到结果列表中,并将这个父类的所有父类在MRO中的顺序保持不变插入到列表的开头。

重复步骤2,直到列表为空或无法找到符合条件的父类。

例如,如果我们有以下类定义:

class A:

pass

class B:

pass

class C(A, B):

pass

那么C的MRO的计算顺序为:

MRO(C) = [C] + merge(MRO(A), MRO(B), [A, B])

= [C] + merge([A, object], [B, object], [A, B])

= [C, A, B, object]

从上面的计算过程可以看出,C的MRO的搜索顺序是[C, A, B, object]。

2.2. 优先级顺序

在Python中,属性查找的优先级顺序是:

实例属性。

类属性。

父类属性。

默认值。

因此,当我们使用一个类的属性时,Python会首先查找实例属性,如果找不到则查找类属性,然后查找父类属性,最后查找默认值。

下面是一个简单的例子来演示Python的属性查找优先级顺序:

class A:

v = 100

class B(A):

v = 200

class C(B):

pass

c = C()

print(c.v) # 输出200

从上面的代码可以看出,当我们访问C的v属性时,Python首先查找实例属性,因为实例c中没有v属性,所以继续查找类属性B.v,找到了该属性,并返回其值200。

所以根据以上的分析,我们可以在代码实现的时候,对数据的访问进行更加精确、安全的控制。

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