反射机制是面向对象编程语言中比较重要的功能，可以动态获取对象信息以及动态调用对象，Python作为一门动态编程语言，当然也有反射机制，本文介绍Python反射函数使用方法。
目录反射
反射的概念是由Smith在1982年首次提出的，主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。
在程序运行时可以获取对象类型定义信息，例如，Python中的type(obj)将返回obj对象的类型，这种获取对象的type、attribute或者method的能力称为反射。通过反射机制，可以用来检查对象里的某个方法，或某个变量是否存在。也就是可以通过字符串映射对象的方法或者属性。
Python反射函数
Python反射常用的内置函数
- type(obj)：返回对象类型
- isinstance(object, classinfo)：判断一个对象是否是一个已知的类型，类似 type()
- callable(obj)：对象是否可以被调用
- dir([obj])：返回obj属性列表
- getattr(obj, attr)：返回对象属性值
- hasattr(obj, attr)：判断某个函数或者变量是否存在
- setattr(obj, attr, val)：给模块添加属性（函数或者变量）
- delattr(obj, attr)：删除模块中某个变量或者函数
反射函数使用方法
先创建一个类：
class Person():
def __init__(self, x, y):
self.age = x
self.height = y
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print("begin!!!")
return object.__new__(cls)
def __call__(self, *args, **kwargs):
print("hello!!!")
def talk(self):
print(f"My age is {self.age} and height is {self.height}")
dir()
利用反射的能力，我们可以通过属性字典__dict__来访问对象的属性：
p = Person(20, 180)
print(p)
p()
print(p.__dict__)
p.__dict__['age']=22
print(p.__dict__)
p.weight = 60
print(p.__dict__)
print(dir(p))
执行输出：
begin!!!
<__main__.Person object at 0x000002484557BCC8>
hello!!!
{'age': 20, 'height': 180}
{'age': 22, 'height': 180}
{'age': 22, 'height': 180, 'weight': 60}
['__call__', '__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', 'height', 'talk', 'weight']
- 在实例创建之前调用
__new__方法，返回值（实例）将传递给__init__方法的第一个参数。__new__方法的详细介绍可参考：Python中的__new__和__init__ - 实例化对象时会自动执行
__init__方法 - 打印一个对象时，会自动执行
__str__方法 - 调用实例化对象时，会自动触发
__call__方法 - 通过
dir()方法可以打印出了对象p的属性。
接下来测试一下其他反射函数：
callable()
if (callable(p)):
print("p is callable")
else:
print("p is not callable")
Out:
p is callable
isinstance()和type()
print(isinstance(p, Person))
print(type(p) == Person)
print(isinstance(p.age, int))
print(type(p.age) == int)
Out:
True
True
True
True
hasattr()
print(hasattr(p,"talk"))
print(hasattr(p.talk,"__call__"))
Out:
True
True
getattr()
print(getattr(p,"talk"))
print(getattr(p.talk, "__call__"))
if hasattr(p,'walk'):
print(getattr(p,'walk'))
else:
print("I can't walk")
print(getattr(p, "walk", None)) # 如果没有walk属性就返回None
Out:
<bound method Person.talk of <__main__.Person object at 0x000001FF52868288>>
<method-wrapper '__call__' of method object at 0x000001FF52155048>
I can't walk
None
setattr()
setattr(p,'walk','ON')
if hasattr(p,'walk'):
print(getattr(p,'walk'))
else:
print("I can't walk")
print(p.__dict__)
Out:
ON
{'age': 22, 'height': 180, 'weight': 60, 'walk': 'ON'}
delattr()
delattr(p,'walk')
if hasattr(p,'walk'):
print(getattr(p,'walk'))
else:
print("I can't walk")
print(p.__dict__)
Out:
I can't walk
{'age': 22, 'height': 180, 'weight': 60}
应用
下面介绍两种Python反射的应用场景。
动态调用
从前面举的例子中，我们了解到可以通过字符串来获取对象的属性（getattr()），这是非常有用的一个功能。比如，一个类中有很多方法，它们提供不同的服务，通过输入的参数来判断执行某个方法，一般的使用如下写法：
class MyService():
def service1(self):
print("service1")
def service2(self):
print("service2")
def service3(self):
print("service3")
if __name__ == '__main__':
Ser = MyService()
s = input("请输入您想要的服务: ").strip()
if s == "service1":
Ser.service1()
elif s == "service2":
Ser.service2()
elif s == "service3":
Ser.service3()
else:
print("error!")
如果函数比较少这样写没有太大问题，如果有很多，这样写就比较复杂了，需要写大量else语句，可以使用反射机制来写：
if __name__ == '__main__':
Ser = MyService()
s = input("请输入您想要的服务: ").strip()
if hasattr(Ser, s):
func = getattr(Ser, s)
func()
else:
print("error!")
这样是不是简洁了很多，上面的例子中，通过反射，将字符串变成了函数，实现了对对象方法的动态调用。
动态属性设置
可以通过setattr()方法进行动态属性设置，在使用scapy库构造报文时，我们需要设置某些报文字段，然而网络协议的报文字段很多，在需要设置大量字段时，一个一个的赋值就很麻烦：
>>> ls(IP)
version : BitField (4 bits) = ('4')
ihl : BitField (4 bits) = ('None')
tos : XByteField = ('0')
len : ShortField = ('None')
id : ShortField = ('1')
flags : FlagsField = ('<Flag 0 ()>')
frag : BitField (13 bits) = ('0')
ttl : ByteField = ('64')
proto : ByteEnumField = ('0')
chksum : XShortField = ('None')
src : SourceIPField = ('None')
dst : DestIPField = ('None')
options : PacketListField = ('[]')
可以使用setattr()方法来赋值：
from scapy.all import *
fields = {"version":4, "src":"192.168.0.1","dst":"192.168.10.1"}
ip = IP()
for key, val in fields.items():
setattr(ip, key, val)
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