Python中類的魔術方法之--反射

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Python中類的魔術方法之--反射

概述
與反射相關的内建函數
反射相關的魔術方法

`__getattr__(self,item)`方法
`__setattr__(self,item)`方法
`__delattr__(self,item)`方法
`__getattribute__(self,item)`方法

附加：通路流程圖

Python中類的魔術方法之–反射

概述

運作時，差別于編譯時，指的是程式被加載到記憶體中執行的時候。

反射，reﬂection，指的是運作時擷取類型定義資訊。

一個對象能夠在運作時，像照鏡子一樣，反射出其類型資訊。

簡單說，在Python中，能夠通過一個對象，找出其type、class、attribute或method的能力，稱為反射或者自省。

具有反射能力的函數有 type()、isinstance()、callable()、dir()、getattr()等

示例：為類動态添加屬性：

class Point:
    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "Point({},{})".format(self.x,self.y)

    __repr__ = __str__

    def show(self):
        print(self.x,self.y)

p = Point(4,5)
print(p)
print(p.__dict__)
p.__dict__["y"] = 16  #為對象動态修改屬性值
print(p.__dict__)
p.__dict__["a"] = 10  #為對象動态添加屬性值
print(p.__dict__)
p.z = 10  #為對象動态增加屬性
print(p.__dict__)
print("dir檢視p的屬性",dir(p))
print("******************************")
print(dir(Point))
# Point.__dict__["h"] = 100 #報錯出現TypeError異常。type(Point.__dict__) = mappingproxy
setattr(Point,"h",100) #動态為類對象添加屬性
Point.hh = 100  #動态為類對象添加屬性
print(dir(Point))
print("dir檢視p的屬性",dir(p))
print(type(Point.__dict__))

上例通過屬性字典__dict__來通路對象的屬性，本質上也是利用的反射的能力。

但是，上面的例子中，通路的方式不優雅，Python提供了内置的函數。

與反射相關的内建函數

内建函數	意義
getattr(object,name[,default])	通過name傳回object的屬性值。當屬性不存在，将使用default傳回，如果沒有default，則會抛出AttributeError異常。name必須為字元串
setattr(object,name,value)	object的屬性存在，則覆寫，不存在，新增
hasattr(object,name)	判斷對象是否有這個名字的屬性，name必須為字元串

簡單示範：

class Point:
    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "Point({},{})".format(self.x,self.y)

    __repr__ = __str__

    def show(self):
        print("show 方法列印【{},{}】".format(self.x,self.y))

p1 = Point(4,5)
p2 = Point(5,6)
print(p1,p2,sep="\t")
print(p1.__dict__)
#添加屬性
setattr(p1,"z",10)
setattr(p2,"z",20)
print(getattr(p1,"__dict__"),p2.__dict__)

# 動态調用方法
if hasattr(p1,"show"):
    getattr(p1,"show")()

#動态為類增加方法
if not hasattr(Point,"__add__"):
    setattr(Point,"__add__",lambda self,other: Point(self.x + other.x,self.y + other.y))

p3 = p1 + p2  #等價于 p3 = p1.__add__(p2) 綁定
print(p3.__add__) #b綁定
print(p3)

#動态為執行個體增加方法  未綁定
if not hasattr(p1,"__sub__"):
    setattr(p1,"__sub__",lambda self,other:Point(self.x - other.x,self.y - other.y))

print(p1.__sub__(p2,p1))
print(p1.__sub__)


#__sub__在執行個體裡面
print(p1.__dict__)
print("- "*30)
#__add__在類裡面
print(Point.__dict__)

動态增加屬性的方式和裝飾器修飾一個類、Mixin方式的差異：

動态增加屬性的方式是運作時改變類或者示例的方式。
裝飾器或mixin都是定義時就決定了。
總結：反射能力具有更大的靈活性

反射相關的魔術方法

方法	對應的内建函數	意義
`__getattr__(self,item)`	當通過搜尋執行個體、執行個體的類及祖先類查不到屬性，就會調用此方法
`__setattr_(slef,key,values)`	`setattr(object,name,value)`	通過，通路執行個體屬性，進行增加、修改都要調用它
`__delattr__(self,item)`	`del obj.k`	當通過執行個體來删除屬性時調用此方法
`__getattribute__()`	`getattr(object,name[,default])`	執行個體所有的屬性調用都從這個方法開始

屬性查找順序

執行個體調用__getattribute__() --> instance.__dict__ --> instance.__class__.__dict__ --> 繼承的祖先類（直到 object）的 __dict__ --> 調用 __getattr__()

`getattr(self,item)` 方法

執行個體屬性會按照繼承關系找，如果找不到，就會執行 __getattr__(self,item) 方法，如果沒有這個方法，就會抛出 AttributeError異常表示找不到屬性

class Base:
    n = 0

class Point(Base):
    z = 6

    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y

    def show(self):
        print(self.x,self.y)

    def __getattr__(self,item):
        return "missing {}".format(item)

p = Point(5,6)
print(p.x,p.y,p.z,p.n)
print(p.t,p.h,p.tthh)

`setattr(self,item)` 方法

執行個體通過.點号設定屬性，例如 self.x = x 屬性指派，就會調用 __setattr__(self,item) ，屬性要加到執行個體的 __dict__ 中，就需要自己完成。
__setattr__(self,item) 方法，可以攔截對執行個體屬性的增加、修改操作，如果要設定生效，需要自己操作執行個體的 __dict__ 。

class Base:
    n = 0

class Point(Base):
    z = 6

    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y

    def show(self):
        print(self.x,self.y)

    def __getattr__(self,item):
        return "missing {}".format(item)

    def __setattr__(self,key,value):
        print("setattr {}={}".format(key,value))

p = Point(5,6)
p.h = 5
print(p.__dict__)
print(p.x) #可以看出示例自己的屬性self.x也會調用__setattr__方法

__setattr__(self,item) 與 __getattr__(self,item) 綜合示例：

class B:
    b = 200

class A(B):
    z = 100
    d = {}

    def __init__(self,x,y):
        self.x = x  #會調用__setattr__方法指派
        setattr(self,"y",y)  #會調用__setattr__方法指派
        self.__dict__["a"] = 5  #直接寫入屬性字典

    def __getattr__(self,item):
        print(" -----get---------",item)
        return self.d[item]

    def __setattr__(self,key,value):
        print("--------set-----",key,value)
        self.d[key] = value

    def __delattr__(self,item):
        print("{} 被删除".format(item))

a = A(4,5)
print(a.__dict__) #可以看到a的屬性裡面沒有 x，y
print(A.__dict__) #屬性x,y被記錄在了類屬性d的字典裡
print(a.x,a.y) #找不到屬性會調用getattr ，依然可以擷取對應的x,y屬性
print(a.a)

`delattr(self,item)` 方法

可以阻止通過執行個體來删除屬性的操作。但是通過類依然可以删除屬性。
當通過執行個體來删除屬性時調用此方法

class Point:
    z = 5

    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __delattr__(self,item):
        print("{} 要被删除，但是沒做".format(item))
        # self.__dict__.pop(item) #删除可以從字典中移除

p = Point(3,4)
print(p.__dict__)
del p.x
print(p.__dict__) #可以看到并沒有被删除
del p.z  #通過執行個體通路删除屬性z,被阻止
print(Point.__dict__)
del Point.z #通過類通路删除屬性z可以
print(Point.__dict__)

`getattribute(self,item)` 方法

執行個體的所有的屬性通路，第一個都會調用 __getattribute__ 方法，它阻止了屬性的查找，該方法應該傳回（計算後的）值或者抛出一個AttributeError異常。

它的return值将作為屬性查找的結果。
如果抛出AttributeError異常，則會直接調用 __getattr__ 方法，因為表示屬性沒有找到。

__getattribute__ 方法中為了避免在該方法中無限的遞歸，它的實作應該永遠調用基類的同名方法以通路需要的任何屬性，例如 object.__getattribute__(self, name) 。

class Base:
    n = 0

class Point(Base):
    z = 6
    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __getattr__(self,item):
        return "missing {}".format(item)

    def __getattribute__(self,item):
        # raise AttributeError("Not Found") #如果傳回AttributeError異常，會調用getattr方法
        # pass
        # return self.__dict__[item]
        # return object.__getattribute__(self,item) #調用父類的方法
        print("__getattribute__被調用  {}".format(item))
        # return super(type(self),self).__getattribute__(item)
        return super().__getattribute__(item)

p = Point(4,5)
print(p.__dict__)
print(p.x)
print(p.z)

附加：通路流程圖

getattr屬性通路流程圖

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與反射相關的内建函數

反射相關的魔術方法

`getattr(self,item)` 方法

`setattr(self,item)` 方法

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`getattribute(self,item)` 方法

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反射相關的魔術方法

​ ​__getattr__(self,item)​ ​方法

​ ​__setattr__(self,item)​ ​方法

​ ​__delattr__(self,item)​ ​方法

​ ​__getattribute__(self,item)​ ​方法

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`getattr(self,item)` 方法

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`delattr(self,item)` 方法

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