Python存取屬性的方式特別不對等，通過實例讀取屬性時，通常返回的是實例中定義的屬性，但如果實例未曾定義過該屬性，就會獲取類屬性，而為實例的屬性賦值時，通常會在實例中創(chuàng)建屬性，而不會影響到類本身。這種不對等的方式對描述符類也有影響。

def cls_name(obj_or_cls): # 傳入一個實例，返回類名

cls = type(obj_or_cls)

if cls is type:

cls = obj_or_cls

return cls.__name__.split('.')[-1]

def display(obj):

cls = type(obj)

if cls is type: # 如果obj是一個類，則進入該分支

return ''.format(obj.__name__)

elif cls in [type(None), int]: # 如果obj是None或者數(shù)值，進入該分支

return repr(obj)

else: # 如果obj是一個實例

return ''.format(cls_name(obj))

def print_args(name, *args):

pseudo_args = ', '.join(display(x) for x in args)

print('-> {}.__{}__({})'.format(cls_name(args[0]), name, pseudo_args))

class Overriding: # <1>

"""a.k.a. data descriptor or enforced descriptor"""

def __get__(self, instance, owner):

print_args('get', self, instance, owner)

def __set__(self, instance, value):

print_args('set', self, instance, value)

class OverridingNoGet: # <2>

"""an overriding descriptor without ``__get__``"""

def __set__(self, instance, value):

print_args('set', self, instance, value)

class NonOverriding: # <3>

"""a.k.a. non-data or shadowable descriptor"""

def __get__(self, instance, owner):

print_args('get', self, instance, owner)

class Managed: # <4>

over = Overriding()

over_no_get = OverridingNoGet()

non_over = NonOverriding()

def spam(self): # <5>

print('-> Managed.spam({})'.format(display(self)))

有__get__和__set__方法的典型覆蓋型描述符，在這個示例中，各個方法都調(diào)用了print_args()函數(shù)

沒有__get__方法的覆蓋型描述符

沒有__set__方法，所以這是非覆蓋型描述符

托管類，使用各個描述符類的一個實例

spam方法放這里是為了對比，因為方法也是描述符

覆蓋型描述符

實現(xiàn)__set__方法的描述符屬于覆蓋型描述符，雖然描述符是類屬性，但是實現(xiàn)了__set__方法的話，會覆蓋對實例屬性的賦值操作。特性也是覆蓋型描述符，見Python動態(tài)屬性和特性(二)，如果沒有提供設值函數(shù)，property類中的fset方法就會拋出AttributeError異常，指明那個屬性時只讀的

下面我們來看下覆蓋型描述符的行為：

>>> obj = Managed() # <1>

>>> obj.over # <2>

-> Overriding.__get__(, , )

>>> Managed.over # <3>

-> Overriding.__get__(, None, )

>>> obj.over = 8 # <4>

-> Overriding.__set__(, , 8)

>>> obj.over # <5>

-> Overriding.__get__(, , )

>>> obj.__dict__["over"] = 9 # <6>

>>> vars(obj) # <7>

{'over': 9}

>>> obj.over # <8>

-> Overriding.__get__(, , )

創(chuàng)建托管實例Managed對象

obj.over觸發(fā)描述符的__get__方法，__get__方法第一個參數(shù)是描述符實例，第二個參數(shù)的值是托管實例obj，第三個參數(shù)是托管類對象

Managed.over 觸發(fā)描述符的__get__方法，第二個參數(shù)(instance)的值是 None，第一個和第三個同上

為obj.over賦值，觸發(fā)描述符的__set__方法，最后一個參數(shù)的值是8

讀取 obj.over，仍會觸發(fā)描述符的__get__方法

跳過描述符，直接通過obj.__dict__屬性設值

確認值在obj.__dict__屬性中，在over鍵名下

然而，即使是名為over的實例屬性，Managed.over描述符仍會覆蓋讀取 obj.over 這個操作

沒有__get__方法的覆蓋型描述符

>>> obj.over_no_get # <1>

>>> Managed.over_no_get # <2>

>>> obj.over_no_get = 8 # <3>

-> OverridingNoGet.__set__(, , 8)

>>> obj.over_no_get # <4>

>>> obj.__dict__['over_no_get'] = 6 # <5>

>>> obj.over_no_get # <6>

6

>>> obj.over_no_get = 7 # <7>

-> OverridingNoGet.__set__(, , 7)

>>> obj.over_no_get # <8>

6

描述符實例沒有__get__方法，所以obj.over_no_get從類中獲取描述符實例

直接從托管類中讀取over_no_get屬性，也就是描述符實例

為obj.over_no_get賦值hui會觸發(fā)描述符類的__set__方法

因為__set__方法沒有修改屬性，所以在此讀取obj.over_no_get獲取的仍然是托管類中的描述符實例

通過實例的__dict__屬性設置名為over_no_get的實例屬性

現(xiàn)在，over_no_get實例屬性會覆蓋描述符實例

為obj.over_no_get實例屬性賦值，仍然會經(jīng)過__set__方法

讀取時，只要有同名的實例屬性，描述符實例就會被覆蓋

非覆蓋型描述符：沒有實現(xiàn)__set__方法的描述符稱為是非覆蓋型描述符，如果設置了同名的實例屬性，描述符會被覆蓋，致使描述符無法處理那個實例的那個屬性

>>> obj.non_over # <1>

-> NonOverriding.__get__(, , )

>>> obj.non_over = 6 # <2>

>>> obj.non_over # <3>

6

>>> Managed.non_over # <4>

-> NonOverriding.__get__(, None, )

>>> del obj.non_over # <5>

>>> obj.non_over # <6>

-> NonOverriding.__get__(, , )

obj.non_over觸發(fā)描述符的__get__方法，第二個參數(shù)的值是obj

Managed.non_over是非覆蓋型描述符，因此沒有干涉賦值操作的__set__方法

obj有個名為non_over的實例屬性，把Managed類的同名描述符屬性遮蓋掉

Managed.non_over描述符依然存在，會通過類截獲這次訪問

刪除non_over實例屬性

讀取obj.non_over時，會觸發(fā)類中描述符的__get__方法

覆蓋類中的描述符：不管描述符是不是覆蓋型的，為類屬性賦值都能覆蓋描述符

>>> obj = Managed() # <1>

>>> Managed.over = 1 # <2>

>>> Managed.over_no_get = 2

>>> Managed.non_over = 3

>>> obj.over, obj.over_no_get, obj.non_over # <3>

(1, 2, 3)

新建一個Managed實例

覆蓋類中的描述符屬性

通過實例訪問描述符屬性，新的值覆蓋描述符

方法是描述符：在類中定義的函數(shù)屬于綁定方法，用戶定義的函數(shù)都有__get__方法，所以依附到類上時，就相當于描述符，方法是非覆蓋型描述符

>>> obj = Managed()

>>> obj.spam # <1>

>

>>> Managed.spam # <2>

>>> obj.spam = 7 # <3>

>>> obj.spam

7

obj.spam獲取的是綁定方法對象

Managed.spam獲取的是函數(shù)

如果為obj.spam賦值，會遮蓋類屬性，導致無法通過obj實例訪問spam方法

函數(shù)沒有__set__方法，因此是非覆蓋型描述符，從上面的例子來看，obj.spam和Managed.spam獲取的是不同對象。與描述符一樣，通過托管類訪問時，函數(shù)__get__方法會返回自身的引用，但是通過實例訪問時，函數(shù)的__get__方法返回的是綁定方法對象：一種可調(diào)用的對象，里面包裝著函數(shù)，并把托管實例(如obj)綁定給函數(shù)的第一個參數(shù)(即self)，這與functools.partial函數(shù)的行為一致

為了了解這種機制，讓我們看下面一個例子：

import collections

class Text(collections.UserString):

def __repr__(self):

return 'Text({!r})'.format(self.data)

def reverse(self):

return self[::-1]

測試Text類：

>>> word = Text("forward")

>>> word # <1>

Text('forward')

>>> word.reverse() # <2>

Text('drawrof')

>>> Text.reverse(Text('backward')) # <3>

Text('drawkcab')

>>> type(Text.reverse), type(word.reverse) # <4>

(, )

>>> list(map(Text.reverse, ['repaid', (10, 20, 30), Text('stressed')])) # <5>

['diaper', (30, 20, 10), Text('desserts')]

>>> func = Text.reverse.__get__(word) # <6>

>>> func() # <7>

Text('drawrof')

>>> Text.reverse.__get__(None, Text) # <8>

>>> Text.reverse

>>> word.reverse # <9>

>>> Text.reverse.__get__(word)

>>> word.reverse.__self__ # <10>

Text('forward')

>>> word.reverse.__func__ is Text.reverse # <11>

True

Text實例的repr方法返回一個類似Text構造方法調(diào)用的字符串，可用于創(chuàng)建相同的實例

reverse方法返回反向拼寫的單詞

在類上調(diào)用方法并傳入一個實例相當于調(diào)用實例的函數(shù)

從類獲取方法和從實例獲取方法的類型是不同的，一個是function，一個是method

Text.reverse相當于函數(shù)，甚至可以處理Text實例之外的其他對象

函數(shù)都是非覆蓋型描述符。在函數(shù)上調(diào)用__get__方法時傳入實例，得到的是綁定到那個實例上的方法

我們執(zhí)行第六個步驟得到的func對象，與在實例上調(diào)用函數(shù)效果一樣

調(diào)用函數(shù)的__get__方法時，如果instance 參數(shù)的值是None，那么得到的是函數(shù)本身

word.reverse表達式其實會調(diào)用Text.reverse.__get__(word)，返回對應的綁定方法

綁定方法對象有個__self__屬性，其值是調(diào)用這個方法的實例引用

綁定方法的__func__屬性是依附在托管類上那個原始函數(shù)的引用

綁定方法對象還有個__call__方法，用于處理真正的調(diào)用過程，這個方法調(diào)用__func__屬性引用的原始函數(shù)，把函數(shù)的第一個參數(shù)設置為綁定方法的__self__屬性，這就是形參self的隱式綁定方式

描述符用法建議：

使用特性以保持簡單：內(nèi)置的property類創(chuàng)建的其實是覆蓋型描述符，__set__方法和__get__方法都實現(xiàn)了，即便不定義設值方法也是如此。特性的__set__方法默認拋出AttributeError: can't set attribute異常，因此創(chuàng)建只讀屬性最簡單的方式是使用特性

只讀描述符必須有__set__方法：如果使用描述符類實現(xiàn)只讀屬性，__get__和__set__兩個方法都必須定義，否則實例的同名屬性會遮蓋住描述符，只讀屬性的__set__方法只需要拋出AttributeError異常，并提供合適的錯誤信息

用于驗證的描述符可以只有__set__方法：對僅用于驗證的描述符來說，__set__方法應該檢查value參數(shù)獲得的值，如果有效，使用描述符實例的名稱為鍵，直接在實例的__dict__ 屬性中設置。這樣，從實例中讀取同名屬性的速度很快，因為不用經(jīng)過 __get__方法處理

僅有__get__方法的描述符可以實現(xiàn)高效緩存：如果只編寫了__get__方法，那么創(chuàng)建的是非覆蓋型描述符。這種描述符可用于執(zhí)行某些耗費資源的計算，然后為實例設置同名屬性，緩存結果。 同名實例屬性會遮蓋描述符，因此后續(xù)訪問會直接從實例的__dict__ 屬性中獲取值，而不會再觸發(fā)描述符的__get__方法

非特殊的方法可以被實例屬性遮蓋：由于函數(shù)和方法只實現(xiàn)了__get__方法，它們不會處理同名實例屬性的賦值操作。因此，像 my_obj.the_method = 7這樣簡單賦值之后， 后續(xù)通過該實例訪問the_method得到的是數(shù)字7——但是不影響類或其他實例。然而，特殊方法不受這個問題的影響。解釋器只會在類中尋找特殊的方法，也就是說，repr(x)執(zhí)行的其實是x.__class__.__repr__(x)，因此x的__repr__屬性對repr(x)方法調(diào)用沒有影響。出于同樣的原因，實例的_getattr__屬性不會破壞常規(guī)的屬性訪問規(guī)則

總結

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