Python：高级主题之（属性取值和赋值过程、属性描述符、装饰器）
背景
学习了Javascript才知道原来属性的取值和赋值操作访问的“位置”可能不同、还有词法作用域这个东西，这也是我学习任何一门语言会注意的两个知识点，Python的作用域和Javascript几乎一致，这里就不做解释，本文重点介绍一下三个概念：
- 属性取值和赋值过程
- 属性描述符
- 装饰器
本文最好会利用这些知识介绍：如何实现自定义的@staticmethod和@classmethod。
属性取值和赋值过程
- 一切皆是对象，类型也是对象。
- 对象包含一个__class__属性指向其所属类型。
- 对象包含一个__dict__属性指向其所包含的成员（属性和方法）。
取值过程（下面是伪代码）
1 __getattribute__(property) logic:
2
3 descripter = find first descripter in class and bases's dict(property)
4 if descripter:
5 return descripter.__get__(instance, instance.__class__)
6 else:
7 if value in instance.__dict__
8 return value
9
10 value = find first value in class and bases's dict(property)
11 if value is a function:
12 return bounded function(value)
13 else:
14 return value
15
16 raise AttributeNotFundedException
赋值过程（下面是伪代码）
1 __setattr__(property, value)logic:
2
3 descripter = find first descripter in class and bases's dict(property)
4 if descripter:
5 descripter.__set__(instance, value)
6 else:
7 instance.__dict__[property] = value
根据取值和赋值过程的逻辑可以得出以下结论
- 赋值和取值的位置可能不同。
- 取值过程的伪代码第11行会返回绑定方法（我们在Javascript经常会让某个函数绑定到指定的作用域，和这个概念是一样的）。
- 取值和赋值过程多会先查找属性描述符，也就是说：属性描述的优先级最高，下文会介绍属性描述符。
属性描述符
什么是属性描述符？属性描述符就是一个类型，实现了三个魔法方法而已：__set__、__get__和__del__，属性描述符一般不会独立使用，必须存储在类型的__dict__中才有意义，这样才会参与到属性的取值和赋值过程，具体参见上文。
属性描述符
1 #属性描述符
2 class Descripter:
3 def __get__(self, instance, owner):
4 print(self, instance, owner)
5
6 def __set__(self, instance, value):
7 print(self, instance, value)
测试代码
1 class TestClass:
2 Des = Descripter()
3
4
5 def __getattribute__(self, name):
6 print("before __getattribute__")
7 return super(TestClass, self).__getattribute__(name)
8 print("after __getattribute__")
9
10 def __setattr__(self, name, value):
11 print("before __setattr__")
12 super(TestClass, self).__setattr__(name, value)
13 print("after __setattr__")
14
15 test1 = TestClass()
16 test2 = TestClass()
17
18 test1.Des = None
19 test2.Des
输出结果
1 before __setattr__
2 <__main__.Descripter object at 0x01D9A030> <__main__.TestClass object at 0x01D9A090> None
3 after __setattr__
4 before __getattribute__
5 <__main__.Descripter object at 0x01D9A030> <__main__.TestClass object at 0x01D9A0B0> <class '__main__.TestClass'>
结论
类型的多个实例共享同一个属性描述符实例，属性描述符的优先级高于实例的__dict__，具体自己可以测试一下。
装饰器（AOP）
最基本的函数装饰器
1 print("\n最基本的函数装饰器\n")
2 def log(fun):
3 def return_fun(*args, **kargs):
4 print("开始输出日志")
5
6 fun(*args, **kargs)
7
8 print("结束输出日志")
9
10 return return_fun
11
12 @log
13 def say(message):
14 print(message)
15
16 say("段光伟")
17
18 print("\n等价方法\n")
19
20 def say(message):
21 print(message)
22
23 say = log(say)
24 say("段光伟")
带参数的函数装饰器
1 print("\n带参数的函数装饰器\n")
2 def log(header, footer):
3 def log_to_return(fun):
4 def return_fun(*args, **kargs):
5 print(header)
6
7 fun(*args, **kargs)
8
9 print(footer)
10
11 return return_fun
12 return log_to_return
13
14 @log("开始输出日志", "结束输出日志")
15 def say(message):
16 print(message)
17
18 say("段光伟")
19
20 print("\n等价方法\n")
21
22 def say(message):
23 print(message)
24
25 say = log("开始输出日志", "结束输出日志")(say)
26 say("段光伟")
最基本的类型装饰器
1 print("\n最基本的类型装饰器\n")
2 def flyable(cls):
3 def fly(self):
4 print("我要飞的更高")
5 cls.fly = fly
6
7 return cls
8
9 @flyable
10 class Man:
11 pass
12
13 man = Man()
14 man.fly()
15
16 print("\n等价方法\n")
17
18 class Man:
19 pass
20
21 Man = flyable(Man)
22
23 man = Man()
24 man.fly()
带参数的类型装饰器
1 print("\n带参数的类型装饰器\n")
2 def flyable(message):
3 def flyable_to_return(cls):
4 def fly(self):
5 print(message)
6 cls.fly = fly
7
8 return cls
9 return flyable_to_return
10
11 @flyable("我要飞的更高")
12 class Man:
13 pass
14
15 man = Man()
16 man.fly()
17
18 print("\n等价方法\n")
19
20 class Man:
21 pass
22
23 Man = flyable("我要飞的更高")(Man)
24
25 man = Man()
26 man.fly()
备注：可以使用多个装饰器，不过要保证签名的装饰器也是返回的一个方法或类型。
自己实现@staticmethod和@classmethod
理解了属性的取值和赋值过程，开发自定义@staticmethod和@classmethod就不成问题了，let up do it！
代码
1 class MyStaticObject:
2 def __init__(self, fun):
3 self.fun = fun;
4
5 def __get__(self, instance, owner):
6 return self.fun
7
8 def my_static_method(fun):
9 return MyStaticObject(fun)
10
11 class MyClassObject:
12 def __init__(self, fun):
13 self.fun = fun;
14
15 def __get__(self, instance, owner):
16 def class_method(*args, **kargs):
17 return self.fun(owner, *args, **kargs)
18
19 return class_method
20
21 def my_class_method(fun):
22 return MyClassObject(fun)
23
24 class C(object):
25 """docstring for C"""
26
27 def test_instance_method(self):
28 print(self)
29
30 @staticmethod
31 def test_static_method(message):
32 print(message)
33
34 @my_static_method
35 def test_my_static_method(message):
36 print(message)
37
38 @classmethod
39 def test_class_method(cls):
40 print(cls)
41
42 @my_class_method
43 def test_my_class_method(cls):
44 print(cls)
45
46 print("\n实例方法测试")
47 c = C()
48 print(C.test_instance_method)
49 print(C.__dict__["test_instance_method"])
50 print(c.test_instance_method)
51 C.test_instance_method(c)
52 c.test_instance_method()
53
54 print("\n静态方法测试")
55 print(C.test_static_method)
56 print(C.__dict__["test_static_method"])
57 print(c.test_static_method)
58 C.test_static_method("静态方法测试")
59 c.test_static_method("静态方法测试")
60
61 print("\n自定义静态方法测试")
62 print(C.test_my_static_method)
63 print(C.__dict__["test_my_static_method"])
64 print(c.test_my_static_method)
65 C.test_my_static_method("自定义静态方法测试")
66 c.test_my_static_method("自定义静态方法测试")
67
68 print("\n类方法测试")
69 print(C.test_class_method)
70 print(C.__dict__["test_class_method"])
71 print(c.test_class_method)
72 C.test_class_method()
73 c.test_class_method()
74
75 print("\n自定义类方法测试")
76 print(C.test_my_class_method)
77 print(C.__dict__["test_my_class_method"])
78 print(c.test_my_class_method)
79
80 C.test_my_class_method()
81 c.test_my_class_method()
82
83 print("\n对象上的方法不会返回绑定方法，对象描述符也不会起作用")
84 def test(self):
85 print(self)
86
87 c.test = test
88
89 c.test("测试")
结果
1 实例方法测试
2 <function C.test_instance_method at 0x01D3D8A0>
3 <function C.test_instance_method at 0x01D3D8A0>
4 <bound method C.test_instance_method of <__main__.C object at 0x01D8B5B0>>
5 <__main__.C object at 0x01D8B5B0>
6 <__main__.C object at 0x01D8B5B0>
7
8 静态方法测试
9 <function C.test_static_method at 0x01D69108>
10 <staticmethod object at 0x01D8B4F0>
11 <function C.test_static_method at 0x01D69108>
12 静态方法测试
13 静态方法测试
14
15 自定义静态方法测试
16 <function C.test_my_static_method at 0x01D69078>
17 <__main__.MyStaticObject object at 0x01D8B510>
18 <function C.test_my_static_method at 0x01D69078>
19 自定义静态方法测试
20 自定义静态方法测试
21
22 类方法测试
23 <bound method type.test_class_method of <class '__main__.C'>>
24 <classmethod object at 0x01D8B530>
25 <bound method type.test_class_method of <class '__main__.C'>>
26 <class '__main__.C'>
27 <class '__main__.C'>
28
29 自定义类方法测试
30 <function MyClassObject.__get__.<locals>.class_method at 0x01D5EDF8>
31 <__main__.MyClassObject object at 0x01D8B550>
32 <function MyClassObject.__get__.<locals>.class_method at 0x01D5EDF8>
33 <class '__main__.C'>
34 <class '__main__.C'>
35
36 对象上的方法不会返回绑定方法，对象描述符也不会起作用
37 测试
备注
Python的学习和总结就到一段落了，继续弄PHP，不过还会写一篇如何用Python开发Sublime插件的教程，开发一个方便PHP开发的插件。
分类: Python