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在Python中，屬性自省是一種強(qiáng)大的特性，它允許我們?cè)谶\(yùn)行時(shí)檢查和操作對(duì)象的屬性。在本文中，我們將探討Python中的屬性自省，并結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景和代碼來(lái)展示其用法。
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1. 私有屬性與訪問(wèn)限制
Python中的私有屬性是指以下劃線開(kāi)頭的變量或方法，例如 _name 或 _method()。盡管這種命名約定并非強(qiáng)制性的，只是一種慣例，但它用于提示該屬性或方法應(yīng)該只在類(lèi)內(nèi)部使用，而不應(yīng)該在外部直接訪問(wèn)。
Python中的私有屬性具有以下特點(diǎn)：
- 私有屬性不能被外部直接訪問(wèn)，但可以通過(guò)類(lèi)內(nèi)部的方法間接地訪問(wèn)。
- 在類(lèi)內(nèi)部定義的方法可以訪問(wèn)所有屬性，包括私有屬性，因?yàn)樗鼈兌荚谕粋€(gè)作用域內(nèi)。
- 子類(lèi)無(wú)法繼承父類(lèi)的私有屬性，但可以通過(guò)公有方法來(lái)訪問(wèn)父類(lèi)的私有屬性。
接下來(lái)勇哥帶你探討如何訪問(wèn)和修改私有屬性：
class YongeGe:
name= '勇哥' # 普通屬性
_ager = 100 # 普通屬性
__money = 109 # 私有屬性
__money_empty__ = 1 # 不推薦做法
yongge = YongeGe()
print(yongge .name) # 輸出: 勇哥
print(yongge ._ager ) # 輸出: 100
print(yongge ._YongeGe__money ) # 輸出: 109
print(yongge .__money_empty__ ) # 輸出: 1
print(yongge .__money ) # 輸出: AttributeError: 'YongeGe' object has no attribute '__money'很明顯看到 Python 中沒(méi)有真正的私有屬性，實(shí)際上雙下劃線開(kāi)頭的屬性被名稱(chēng)重整了，即將屬性名轉(zhuǎn)換為 _ClassName__name的形式，使其難以在外部被訪問(wèn)。通過(guò)_YongGe__money可以間接訪問(wèn)私有屬性__money 。但是一般不要用，就比如你爹告訴你剩100塊了，要省點(diǎn)花，你非要點(diǎn)個(gè)海底撈一把梭哈！
總之，Python的私有屬性機(jī)制主要基于命名約定，其作用是限制屬性的可見(jiàn)性和訪問(wèn)性，從而提高代碼的封裝性和安全性。然而，需要注意的是，這種機(jī)制只是一種建議性的規(guī)范，并不能完全避免私有屬性被訪問(wèn)的可能性。
2. 屬性自省與對(duì)象內(nèi)部狀態(tài)查看
在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，我們經(jīng)常需要查看對(duì)象的屬性和方法，以便理解其內(nèi)部狀態(tài)。Python提供了幾種屬性自省的方法，使我們能夠方便地檢查對(duì)象的屬性。
(1) 使用__dict__屬性
__dict__是對(duì)象的一個(gè)屬性，它包含了對(duì)象的所有屬性和方法。通過(guò)訪問(wèn)__dict__，我們可以查看對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)。
例如，我們定義了一個(gè)名為Person的類(lèi)，其中包含name和age兩個(gè)屬性，以及一個(gè)say_hello方法。下面的代碼展示了如何通過(guò)訪問(wèn)__dict__來(lái)查看對(duì)象的屬性和方法：
class YongeGe:
def __init__(self, name, money):
self.name = name
self.money= money
def money(self):
print(f"Hello, my name is {self.name}.I have {self.money} dollar ")
yongge = YongeGe("勇哥", "10")
yongge .money= "1010"
yongge .__dict__["age"] = "18"輸出結(jié)果為：
{'name': '勇哥', 'money': '1010', 'age': '18'}我們可以看到對(duì)象yongge的屬性和方法，包括name、age、money以及money方法。
需要注意的是，實(shí)例對(duì)象的__dict__屬性只能訪問(wèn)和修改其自身的屬性和方法，而無(wú)法訪問(wèn)其所屬類(lèi)的屬性和方法。如果需要訪問(wèn)類(lèi)的屬性和方法，可以通過(guò)類(lèi)的__dict__屬性來(lái)實(shí)現(xiàn)。
例如，我們可以通過(guò)訪問(wèn)Person.__dict__來(lái)查看類(lèi)Person的所有屬性和方法：
print(yongge .__dict__)輸出結(jié)果為：
{'__module__': '__main__', '__init__': , 'money': , '__dict__': , '__weakref__': , '__doc__': None} 上述輸出結(jié)果中，除了__init__、say_hello和__dict__之外，還包括其他一些特殊屬性和方法。通過(guò)查看類(lèi)的__dict__，我們可以獲取到類(lèi)的所有成員。
(2) 使用dir()函數(shù)
除了訪問(wèn)對(duì)象的__dict__屬性外，我們還可以使用dir()函數(shù)來(lái)查看對(duì)象的屬性和方法。
dir()函數(shù)返回一個(gè)包含對(duì)象所有屬性和方法名稱(chēng)的列表。它不僅可以用于普通對(duì)象，還可以用于模塊、類(lèi)和內(nèi)置類(lèi)型等。
例如，下面的代碼展示了如何使用dir()函數(shù)查看對(duì)象的屬性和方法：
print(dir(p1))輸出結(jié)果為：
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__
str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'gender', 'hometown', 'name', 'say_hello']從輸出結(jié)果中，我們可以看到對(duì)象p1的屬性和方法的名稱(chēng)列表。
(3) 使用__slots__ 屬性
在默認(rèn)情況下，Python 類(lèi)的實(shí)例會(huì)使用一個(gè)字典來(lái)存儲(chǔ)它們的屬性。這種方式對(duì)于屬性很少的對(duì)象來(lái)說(shuō)可能會(huì)浪費(fèi)空間。特別是在創(chuàng)建大量實(shí)例時(shí)，這種空間消耗會(huì)變得更明顯。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們可以通過(guò)在類(lèi)定義中使用__slots__來(lái)覆蓋默認(rèn)的__dict__行為。slots__是一個(gè)特殊屬性，它接受一個(gè)屬性名稱(chēng)的序列，并且在每個(gè)實(shí)例中只為這些屬性保留足夠的空間來(lái)存儲(chǔ)屬性值。因?yàn)闆](méi)有為每個(gè)實(shí)例創(chuàng)建__dict，所以可以節(jié)省空間。
class YongeGe:
# 定義 __slots__屬性，讓類(lèi)實(shí)例只能綁定 __slots__中指定的屬性，且不能添加其他屬性
__slots__ = ('name', 'money')
def __init__(self, name_, money_):
self.name = name_
self.money = money_
if __name__ == '__main__':
yongge = YongeGe('勇哥', 100)
print(yongge.name)
setattr(yongge, 'new_attr', 100) # 輸出：AttributeError: 'YongeGe' object has no attribute 'new_attr'從上面的代碼可以看到，在類(lèi)中綁定了__slots__后，會(huì)限制類(lèi)實(shí)例的靈活性，不能動(dòng)態(tài)添加新的屬性，所以在使用這玩意的時(shí)候，要仔細(xì)想想要靈活還是要內(nèi)存？
(4) 自定義屬性訪問(wèn)
還可以通過(guò)定義一些特殊方法來(lái)自定義類(lèi)實(shí)例的屬性訪問(wèn)行為。這些特殊方法可以控制屬性的獲取、設(shè)置和刪除操作。
- __getattribute__ 方法：獲取一個(gè)屬性時(shí)，Python 會(huì)首先調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)方法中自定義屬性的獲取行為。例如，可以在方法中檢查屬性是否存在，并返回相應(yīng)的值。
def __getattribute__(self, data):
value = super().__getattribute__(data)
return value- setattr 方法：設(shè)置一個(gè)屬性時(shí)，Python 會(huì)調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)方法中自定義屬性的設(shè)置行為。例如，可以在方法中對(duì)屬性進(jìn)行類(lèi)型檢查，然后使用 super().setattr() 方法設(shè)置屬性的值。
def __setattr__(self, key, value):
super().__setattr__(key, value)- __delattr__ 方法：刪除一個(gè)屬性時(shí)，Python 會(huì)調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)方法中自定義屬性的刪除行為。例如，可以在方法中執(zhí)行一些清理操作或拋出異常。
def __delattr__(self, item):
super().__delattr__(item)- __getattr__ 方法：獲取一個(gè)不存在的屬性時(shí)，Python 會(huì)調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)方法中自定義對(duì)不存在屬性的處理邏輯。例如，可以返回默認(rèn)值或者拋出異常。
def __getattr__(self, item):
pass以上是一些常用的自定義屬性訪問(wèn)的方法。瞧瞧下面語(yǔ)句的執(zhí)行順序：
class MyClass:
def __init__(self):
self._data = {}
def __getattribute__(self, name):
# 自定義獲取屬性的行為
if name == 'attribute1':
return 'Custom Value'
elif name == 'attribute2':
return self._data[name] # 注意，這里會(huì)繼續(xù)執(zhí)行一次 __getattribute__
else:
return super().__getattribute__(name)
def __setattr__(self, name, value):
# 自定義設(shè)置屬性的行為
if name == 'attribute2':
print("__setattr__", name, value)
self._data[name] = value + 10
else:
super().__setattr__(name, value)
def __delattr__(self, name):
# 自定義刪除屬性的行為
if name == 'attribute3':
self._data.pop(name, None)
else:
super().__delattr__(name)
def __getattr__(self, name):
# 處理不存在的屬性
return f'Attribute "{name}" does not exist.'
if __name__ == '__main__':
obj = MyClass()
obj.attribute2 = 5
res = obj.attribute2
print(res) # 輸出: __setattr__ attribute2 5 ；15
print(obj.attribute1) # 輸出: Custom Value
del obj.attribute3
print(obj.attribute3) # 輸出: Attribute "attribute3" does not exist.在上面的示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)名為 MyClass 的類(lèi)，其中定義了 __getattribute__、__setattr__、
__delattr__ 和 __getattr__ 四個(gè)方法來(lái)自定義屬性訪問(wèn)行為。通過(guò)在這些方法中編寫(xiě)相應(yīng)的邏輯，我們可以控制屬性的獲取、設(shè)置和刪除操作，從而實(shí)現(xiàn)自定義的屬性訪問(wèn)行為。
通過(guò)自定義屬性訪問(wèn)，我們可以更靈活地控制類(lèi)實(shí)例的屬性操作，滿足特定的需求，并增強(qiáng)代碼的可讀性和可維護(hù)性。
(5) 使用getattr()、setattr()和hasattr()函數(shù)
除了查看對(duì)象的屬性和方法外，我們還可以使用getattr()、setattr()和hasattr()函數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)地訪問(wèn)和修改對(duì)象的屬性。
- getattr(obj, attr)函數(shù)用于獲取對(duì)象obj的屬性attr的值。
- setattr(obj, attr, value)函數(shù)用于設(shè)置對(duì)象obj的屬性attr的值為value。
- hasattr(obj, attr)函數(shù)用于檢查對(duì)象obj是否具有屬性attr，如果有返回True，否則返回False。
這些函數(shù)提供了一種靈活的方式來(lái)操作對(duì)象的屬性，特別適用于需要在運(yùn)行時(shí)根據(jù)條件訪問(wèn)或修改屬性的情況。
例如，我們可以通過(guò)調(diào)用getattr()函數(shù)來(lái)獲取對(duì)象的屬性值：
name_value = getattr(yongge, "name")
print(name_value)輸出結(jié)果為：
勇哥上述代碼中，我們使用getattr(yongge, "name")來(lái)獲取對(duì)象p1的name屬性的值。
類(lèi)似地，我們可以使用setattr()函數(shù)來(lái)設(shè)置對(duì)象的屬性值：
setattr(yongge, "age", 40)
print(yongge.age)輸出結(jié)果為：
40上述代碼中，我們使用setattr(yongge, "age", 40)將對(duì)象yongge的age屬性值設(shè)置為30，然后再次打印yongge.age，可以看到屬性值已被修改。
另外，我們還可以使用hasattr()函數(shù)來(lái)檢查對(duì)象是否具有某個(gè)屬性：
has_money = hasattr(yongge, "money")
print(has_money)輸出結(jié)果為：
True使用hasattr(yongge, "money")檢查對(duì)象yongge是否具有money屬性，結(jié)果為T(mén)rue，說(shuō)明對(duì)象具有該屬性。
通過(guò)上述幾種方法，我們可以方便地進(jìn)行屬性自省，查看和修改對(duì)象的屬性，從而更好地理解和操作代碼。
3. 來(lái)點(diǎn)實(shí)際場(chǎng)景
假設(shè)我們正在開(kāi)發(fā)一個(gè)電商網(wǎng)站，需要處理用戶購(gòu)物車(chē)的相關(guān)邏輯。購(gòu)物車(chē)中的商品信息以字典的形式存儲(chǔ)在用戶對(duì)象的屬性中。我們需要編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，用于計(jì)算購(gòu)物車(chē)中商品的總價(jià)值。
定義一個(gè)User類(lèi)，包含一個(gè)cart屬性用于存儲(chǔ)購(gòu)物車(chē)中的商品信息：
class User:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.cart = {}
def add_to_cart(self, item, price):
self.cart[item] = price定義一個(gè)calculate_cart_value()函數(shù)，用于計(jì)算購(gòu)物車(chē)中商品的總價(jià)值。在函數(shù)內(nèi)部，我們可以通過(guò)屬性自省來(lái)獲取購(gòu)物車(chē)中的商品信息，并計(jì)算總價(jià)值：
def calculate_cart_value(user):
cart = user.__dict__.get("cart", {})
total_value = sum(cart.values())
return total_value在上述代碼中，我們使用user.__dict__.get("cart", {})來(lái)獲取購(gòu)物車(chē)信息，如果用戶對(duì)象中不存在cart屬性，則返回一個(gè)空字典。然后，我們使用sum(cart.values())來(lái)計(jì)算購(gòu)物車(chē)中商品價(jià)格的總和。
下面是使用上述代碼的示例：
# 創(chuàng)建用戶對(duì)象
user = User("勇哥")
# 添加商品到購(gòu)物車(chē)
user.add_to_cart("apple", 10)
user.add_to_cart("banana", 5)
user.add_to_cart("orange", 8)
# 計(jì)算購(gòu)物車(chē)總價(jià)值
total_value = calculate_cart_value(user)
print(total_value) # 輸出: 23通過(guò)使用屬性自省，我們可以方便地訪問(wèn)購(gòu)物車(chē)信息，并計(jì)算總價(jià)值。屬性自省還是挺重要的，面試也問(wèn)得多，實(shí)在不會(huì)用也要背好飛機(jī)大炮的制作流程。但是這個(gè)玩意也不要濫用喲，頻繁動(dòng)態(tài)訪問(wèn)，會(huì)有一定的性能開(kāi)銷(xiāo)喲~
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