Python實作類似Java的反射

反射是通過字元串的形式操作對象的相關成員

反射也就是通過字元串的形式，導入子產品，通過字元串的形式去子產品中尋找指定函數，并執行。

Python中的反射功能有四個主要内置函數提供：

• 1、hasattr(子產品, '成員')：根據字元串的形式，去某個子產品中檢查是否含有某個成員
• 2、getattr(子產品, '成員')：根據字元串的形式，去某個子產品中擷取成員
• 3、setattr(子產品, '成員')：根據字元創的形式，去某個某個子產品中設定成員
• 4、delattr(子產品,'成員')：根據字元串的形式，去某個子產品中删除成員

hasattr

判斷對象中是否有這個方法或變量

class Person(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def talk(self):
        print("%s正在交談"%self.name)

p = Person("laowang")        
print(hasattr(p,"talk"))    # True。因為存在talk方法
print(hasattr(p,"name"))    # True。因為存在name變量
print(hasattr(p,"abc"))     # False。因為不存在abc方法或變量      

getattr

擷取對象中的方法或變量的記憶體位址

class Person(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def talk(self):
        print("%s正在交談"%self.name)
p = Person("laowang")

n = getattr(p,"name")   # 擷取name變量的記憶體位址
print(n)                # 此時列印的是:laowang

f = getattr(p,"talk")   # 擷取talk方法的記憶體位址
f()                     # 調用talk方法

我們發現getattr有三個參數，那麼第三個參數是做什麼用的呢?
s = getattr(p,"abc","not find")
print(s)                # 列印結果：not find。因為abc在對象p中找不到，本應該報錯，屬性找不到，但因為修改了找不到就輸出not find      

setattr

為對象添加變量或方法

def abc(self):
    print("%s正在交談"%self.name)

class Person(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name

p = Person("laowang")
setattr(p,"talk",abc)   # 将abc函數添加到對象中p中，并命名為talk
p.talk(p)               # 調用talk方法，因為這是額外添加的方法，需手動傳入對象


setattr(p,"age",30)     # 添加一個變量age,複制為30
print(p.age)            # 列印結果:30      

delattr

删除對象中的變量。注意：不能用于删除方法

class Person(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def talk(self):
        print("%s正在交談"%self.name)

p = Person("laowang")

delattr(p,"name")       # 删除name變量
print(p.name)           # 此時将報錯      

 對程式設計語言比較熟悉的朋友，應該知道“反射”這個機制。Python作為一門動态語言，當然不會缺少這一重要功能。然而，在網絡上卻很少見到有詳細或者深刻的剖析論文。下面結合一個web路由的執行個體來闡述python的反射機制的使用場景和核心本質。

一、web執行個體

　　考慮有這麼一個場景，根據使用者輸入的url的不同，調用不同的函數，實作不同的操作，也就是一個url路由器的功能，這在web架構裡是核心部件之一。下面有一個精簡版的示例：

　　首先，有一個commons子產品，它裡面有幾個函數，分别用于展示不同的頁面，代碼如下：

def login():

    print("這是一個登陸頁面！")





def logout():

    print("這是一個退出頁面！")





def home():

    print("這是網站首頁面！")      

　　其次，有一個visit子產品，作為程式入口，接受使用者輸入，展示相應的頁面，代碼如下：（這段代碼是比較初級的寫法）

import commons


def run():

    inp = input("請輸入您想通路頁面的url：  ").strip()

    if inp == "login":

        commons.login()

    elif inp == "logout":

        commons.logout()

    elif inp == "home":

        commons.home()

    else:

        print("404")


if __name__ == '__main__':

    run()      

　　我們運作visit.py，輸入：home，頁面結果如下：

請輸入您想通路頁面的url：  home

這是網站首頁面！      

　　這就實作了一個簡單的WEB路由功能，根據不同的url，執行不同的函數，獲得不同的頁面。

　　然而，讓我們考慮一個問題，如果commons子產品裡有成百上千個函數呢(這非常正常)?。難道你在visit子產品裡寫上成百上千個elif?顯然這是不可能的！那麼怎麼破？

二、反射機制

　　仔細觀察visit中的代碼，我們會發現使用者輸入的url字元串和相應調用的函數名好像！如果能用這個字元串直接調用函數就好了！但是，前面我們已經說了字元串是不能用來調用函數的。為了解決這個問題，python為我們提供一個強大的内置函數：getattr!我們将前面的visit修改一下，代碼如下：

import commons


def run():

    inp = input("請輸入您想通路頁面的url：  ").strip()

    func = getattr(commons,inp)

    func()



if __name__ == '__main__':

    run()      

　　首先說明一下getattr函數的使用方法：它接收2個參數，前面的是一個對象或者子產品，後面的是一個字元串，注意了！是個字元串！

　　例子中，使用者輸入儲存在inp中，這個inp就是個字元串，getattr函數讓程式去commons這個子產品裡，尋找一個叫inp的成員（是叫，不是等于），這個過程就相當于我們把一個字元串變成一個函數名的過程。然後，把獲得的結果指派給func這個變量，實際上func就指向了commons裡的某個函數。最後通過調用func函數，實作對commons裡函數的調用。這完全就是一個動态通路的過程，一切都不寫死，全部根據使用者輸入來變化。

　　執行上面的代碼，結果和最開始的是一樣的。

　　這就是python的反射，它的核心本質其實就是利用字元串的形式去對象（子產品）中操作（查找/擷取/删除/添加）成員，一種基于字元串的事件驅動！

　　這段話，不一定準确，但大概就是這麼個意思。

三、進一步完善

　　上面的代碼還有個小瑕疵，那就是如果使用者輸入一個非法的url，比如jpg，由于在commons裡沒有同名的函數，肯定會産生運作錯誤，具體如下：

請輸入您想通路頁面的url：  jpg
Traceback (most recent call last):
File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 16, in <module>
run()
File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 11, in run
func = getattr(commons,inp)
AttributeError: module 'commons' has no attribute 'jpg'      

　　那怎麼辦呢？其實，python考慮的很全面了，它同樣提供了一個叫hasattr的内置函數，用于判斷commons中是否具有某個成員。我們将代碼修改一下：

import commons



def run():

    inp = input("請輸入您想通路頁面的url：  ").strip()

    if hasattr(commons,inp):

        func = getattr(commons,inp)

        func()

    else:

        print("404")



if __name__ == '__main__':

    run()      

　　通過hasattr的判斷，可以防止非法輸入錯誤，并将其統一定位到錯誤頁面。

　　其實，研究過python内置函數的朋友，應該注意到還有delattr和setattr兩個内置函數。從字面上已經很好了解他們的作用了。