這就需要我們了解一下描述符的工作原理。

四、描述符的工作原理

要解釋描述符的工作原理，首先我們需要先從屬性的訪問(wèn)說(shuō)起。

在開(kāi)發(fā)時(shí)，不知道你有沒(méi)有想過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：通常我們寫(xiě)這樣的代碼 a.b，其背后到底發(fā)生了什么？

這里的 a 和 b 可能存在以下情況：

1.a 可能是一個(gè)類，也可能是一個(gè)實(shí)例，我們這里統(tǒng)稱為對(duì)象

2.b 可能是一個(gè)屬性，也可能是一個(gè)方法，方法其實(shí)也可以看做是類的屬性

其實(shí)，無(wú)論是以上哪種情況，在 Python 中，都有一個(gè)統(tǒng)一的調(diào)用邏輯：

1.先調(diào)用 __getattribute__ 嘗試獲得結(jié)果

2.如果沒(méi)有結(jié)果，調(diào)用 __getattr__

用代碼表示就是下面這樣：

我們這里需要重點(diǎn)關(guān)注一下 __getattribute__，因?yàn)樗撬袑傩圆檎业娜肟?，它?nèi)部實(shí)現(xiàn)的屬性查找順序是這樣的：

1.要查找的屬性，在類中是否是一個(gè)描述符

2.如果是描述符，再檢查它是否是一個(gè)數(shù)據(jù)描述符

3.如果是數(shù)據(jù)描述符，則調(diào)用數(shù)據(jù)描述符的 __get__

4.如果不是數(shù)據(jù)描述符，則從 __dict__ 中查找

5.如果 __dict__ 中查找不到，再看它是否是一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符

6.如果是非數(shù)據(jù)描述符，則調(diào)用非數(shù)據(jù)描述符的 __get__

7.如果也不是一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符，則從類屬性中查找

8.如果類中也沒(méi)有這個(gè)屬性，拋出 AttributeError 異常

寫(xiě)成代碼就是下面這樣：

如果不好理解，你最好寫(xiě)一個(gè)程序測(cè)試一下，觀察各種情況下的屬性的查找順序。

到這里我們可以看到，在一個(gè)對(duì)象中查找一個(gè)屬性，都是先從 __getattribute__ 開(kāi)始的。

在 __getattribute__ 中，它會(huì)檢查這個(gè)類屬性是否是一個(gè)描述符，如果是一個(gè)描述符，那么就會(huì)調(diào)用它的 __get__ 方法。但具體的調(diào)用細(xì)節(jié)和傳入的參數(shù)是下面這樣的：

如果 a 是一個(gè)實(shí)例，調(diào)用細(xì)節(jié)為：

所以我們就能看到上面例子輸出的結(jié)果。

五、數(shù)據(jù)描述符和非數(shù)據(jù)描述符

了解了描述符的工作原理，我們繼續(xù)來(lái)看數(shù)據(jù)描述符和非數(shù)據(jù)描述符的區(qū)別。

從定義上來(lái)看，它們的區(qū)別是：

• 只定義了 __get___，叫做非數(shù)據(jù)描述符
• 除了定義 __get__ 之外，還定義了 __set__ 或 __delete__，叫做數(shù)據(jù)描述符

此外，我們從上面描述符調(diào)用的順序可以看到，在對(duì)象中查找屬性時(shí)，數(shù)據(jù)描述符要優(yōu)先于非數(shù)據(jù)描述符調(diào)用。

在之前的例子中，我們定義了 __get__ 和 __set__，所以那些類屬性都是數(shù)據(jù)描述符。

我們?cè)賮?lái)看一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符的例子：

這段代碼，我們定義了一個(gè)相同名字的屬性和方法 foo，如果現(xiàn)在執(zhí)行 A().foo，你覺(jué)得會(huì)輸出什么結(jié)果？

答案是 abc。

為什么打印的是實(shí)例屬性 foo 的值，而不是方法 foo 呢？

這就和非數(shù)據(jù)描述符有關(guān)系了。

我們執(zhí)行 dir(A.foo)，觀察結(jié)果：

看到了嗎？A 的 foo 方法其實(shí)實(shí)現(xiàn)了 __get__，我們?cè)谏厦娴姆治鲆呀?jīng)得知：只定義 __get__ 方法的對(duì)象，它其實(shí)是一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符，也就是說(shuō)，我們?cè)陬愔卸x的方法，其實(shí)本身就是一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符。

所以，在一個(gè)類中，如果存在相同名字的屬性和方法，按照上面所講的 __getattribute__ 中查找屬性的順序，這個(gè)屬性就會(huì)優(yōu)先從實(shí)例中獲取，如果實(shí)例中不存在，才會(huì)從非數(shù)據(jù)描述符中獲取，所以在這里優(yōu)先查找的是實(shí)例屬性 foo 的值。

到這里我們可以總結(jié)一下關(guān)于描述符的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：

• 描述符必須是一個(gè)類屬性
• __getattribute__ 是查找一個(gè)屬性（方法）的入口
• __getattribute__ 定義了一個(gè)屬性（方法）的查找順序：數(shù)據(jù)描述符、實(shí)例屬性、非數(shù)據(jù)描述符、類屬性
• 如果我們重寫(xiě)了 __getattribute__ 方法，會(huì)阻止描述符的調(diào)用
• 所有方法其實(shí)都是一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符，因?yàn)樗x了 __get__

六、描述符的使用場(chǎng)景

了解了描述符的工作原理，那描述符一般用在哪些業(yè)務(wù)場(chǎng)景中呢？

在這里我用描述符實(shí)現(xiàn)了一個(gè)屬性校驗(yàn)器，你可以參考這個(gè)例子，在類似的場(chǎng)景中去使用它。

首先我們定義一個(gè)校驗(yàn)基類 Validator，在 __set__ 方法中先調(diào)用 validate 方法校驗(yàn)屬性是否符合要求，然后再對(duì)屬性進(jìn)行賦值。

現(xiàn)在，當(dāng)我們對(duì) Person 實(shí)例進(jìn)行初始化時(shí)，就可以校驗(yàn)這些屬性是否符合預(yù)定義的規(guī)則了。

七、function與method

我們?cè)賮?lái)看一下，在開(kāi)發(fā)時(shí)經(jīng)?？吹降?nbsp;function、unbound method、bound method 它們之間到底有什么區(qū)別？

來(lái)看下面這段代碼：

從結(jié)果我們可以看出它們的區(qū)別：

• function 準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)就是一個(gè)函數(shù)，并且它實(shí)現(xiàn)了 __get__ 方法，因此每一個(gè) function 都是一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符，而在類中會(huì)把 function 放到 __dict__ 中存儲(chǔ)
• 當(dāng) function 被實(shí)例調(diào)用時(shí)，它是一個(gè) bound method
• 當(dāng) function 被類調(diào)用時(shí)， 它是一個(gè) unbound method

function 是一個(gè)非數(shù)據(jù)描述符，我們之前已經(jīng)講到了。

而 bound method 和 unbound method 的區(qū)別就在于調(diào)用方的類型是什么，如果是一個(gè)實(shí)例，那么這個(gè) function 就是一個(gè) bound method，否則它是一個(gè) unbound method。

八、property/staticmethod/classmethod

我們?cè)賮?lái)看 property、staticmethod、classmethod。

這些裝飾器的實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)是 C 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

其實(shí)，我們也可以直接利用 Python 描述符的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)這些裝飾器，

property 的 Python 版實(shí)現(xiàn)：

除此之外，你還可以實(shí)現(xiàn)其他功能強(qiáng)大的裝飾器。

由此可見(jiàn)，通過(guò)描述符我們可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大而靈活的屬性管理功能，對(duì)于一些要求屬性控制比較復(fù)雜的場(chǎng)景，我們可以選擇用描述符來(lái)實(shí)現(xiàn)。

到此這篇關(guān)于詳解Python描述符的工作原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python描述符內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！