32面向对象7_reflection

目录

reflection相关的内建函数：... 1

反射相关的魔术方法（__getattr__()、__setattr__()、__delattr__()）：... 7

反射相关的魔术方法（__getattribute__）：... 9

reflection反射

指运行时，获取类型定义信息；运行时通过实例能查出实例及所属类的类型相关信息；

一个对象能够在运行时，像照镜子一样，反射出它的所有类型信息；

简单说，在python中，能通过一个对象，找出其type、class、attribute、method的能力，称为反射或自省；

具有反射能力的函数有：type()、isinstance()、callable()、dir()、getattr()；

注：

运行时，区别于编译时，指程序被加载到内存中执行的时候；

reflection相关的内建函数：

getattr(object,name[,default])，通过name返回object的属性值，当属性不存在，将使用default返回，如果没有default，则抛AttributeError，name必须为字符串；

setattr(object,name,value)，object（实例或类）属性存在则覆盖，不存在新增；

hasattr(object,name)，判断对象是否有这个名字的属性，name必须为字符串；

动态添加属性方式，与装饰器修改一个类、mixin方式的差异？

动态添加属性，是运行时改变类或者实例的方式，因此反射能力具有更大的灵活性；

装饰器和mixin，在定义时就决定了；

注：

一般运行时动态增，很少删；

self.__class__，同type(self)；即实例a.__class__，同type(a)；

例：

class Point:

    def __init__(self,x,y):

        self.x = x

        self.y = y

    def __str__(self):

        return 'Point({},{})'.format(self.x,self.y)

    __repr__ = __str__

    def show(self):

        print(self.x,self.y)

p = Point(4,5)

print(p.__dict__)

p.__dict__['y'] = 16

print(p.__dict__['y'])   #通过实例的属性字典__dict__访问实例的属性，本质上是利用反射的能力，这种访问方式不优雅，python提供了相关的内置函数

p.z = 10

print(p.__dict__)

p1 = Point(4,5)

p2 = Point(10,10)

print(repr(p1),repr(p2))

print(p1.__dict__)

setattr(p1,'y',16)

setattr(p1,'z',18)

print(getattr(p1,'__dict__'))

if hasattr(p1,'show'):   #动态调用方法

    getattr(p1,'show')()

if not hasattr(Point,'add'):   #源码中常用此方式

    setattr(Point,'add',lambda self,other: Point(self.x + other.x,self.y + other.y))

print(Point.add)

print(p1.add)

print(p1.add(p2))

输出：

{'x': 4, 'y': 5}

16

{'x': 4, 'y': 16, 'z': 10}

Point(4,5) Point(10,10)

{'x': 4, 'y': 5}

{'x': 4, 'y': 16, 'z': 18}

4 16

<function <lambda> at 0x7f2d82572e18>

<bound method <lambda> of Point(4,16)>

Point(14,26)

例：

class A:

    def __init__(self,x):

        self.x = x

a = A(5)

setattr(A,'y',10)   #运行时改变属性，在类上操作

print(A.__dict__)

print(a.__dict__)

print(getattr(a,'x'))

print(getattr(a,'y'))   #实例没有y，向上找自己类的

# print(getattr(a,'z'))   #X

print(getattr(a,'z',100))

setattr(a,'y',1000)   #在实例上操作

print(A.__dict__)

print(a.__dict__)

# setattr(a,'mtd',lambda self: 1)   #在实例上定义方法，看似可以，实际不行，未绑定self，若要在调用时不出错，需把实际名写上，如a.mtd(a)

# a.mtd()   #X

# print(a.mtd(a))   #V

print(a.__dict__)

setattr(A,'mtd',lambda self: 2)   #在类上定义方法没问题

print(a.mtd())

print(A.__dict__)

输出：

{'__module__': '__main__', '__init__': <function A.__init__ at 0x7f1061881510>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None, 'y': 10}

{'x': 5}

5

10

100

{'__module__': '__main__', '__init__': <function A.__init__ at 0x7f1061881510>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None, 'y': 10}

{'x': 5, 'y': 1000}

{'x': 5}

2

{'__module__': '__main__', '__init__': <function A.__init__ at 0x7fde27413510>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None, 'mtd': <function <lambda> at 0x7fde274bfe18>}

习题：

命令分发器，通过名称找对应的函数执行；

思路：名称找对象的方法；

函数方式实现：

方1：

def dispatcher():

    cmds = {}

    def reg(cmd,fn):

        if isinstance(cmd,str):

            cmds[cmd] = fn

        else:

            print('error')

    def run():

        while True:

            cmd = input('plz input command: ')

            if cmd.strip() == 'quit':

                return

            print(cmds.get(cmd.strip(),defaultfn)())

    def defaultfn():

        return 'default function'

    return reg,run

reg,run = dispatcher()

reg('cmd1',lambda : 1)

reg('cmd2',lambda : 2)

run()

输出：

plz input command: cmd3

default function

plz input command:  cmd2

2

plz input command: cmd1

1

plz input command: quit

方2：

def cmds_dispatcher():

    cmds = {}

    def reg(name):

        def wrapper(fn):

            cmds[name] = fn

            return fn

        return wrapper

    def dispatcher():

        while True:

            cmd = input('plz input comd: ')

            if cmd.strip() == 'quit':

                return

            print(cmds.get(cmd.strip(),defaultfn)())

    def defaultfn():

        return 'default function'

    return reg,dispatcher

reg,dispatcher = cmds_dispatcher()

@reg('cmd1')

def foo1():

    return 1

@reg('cmd2')

def foo2():

    return 2

dispatcher()

面向对象方式实现：

使用setattr()和getattr()找到对象的属性（实际是在类上加的，实例找不到逐级往上找），比自己维护一个dict来建立名称和函数之间的关系要好；

实现1：

class Dispatcher:

    def cmd1(self):

        return 1

    def reg(self,cmd,fn):

        if isinstance(cmd,str):

            setattr(self.__class__,cmd,fn)   #放在类上最方便，self.__class__同type(self)；不要在实例上定义，如果在实例上，setattr(self,cmd,fn)，调用时要注意dis.reg('cmd2',lambda : 2)

        else:

            print('error')

    def run(self):

        while True:

            cmd = input('plz input cmd: ')

            if cmd.strip() == 'quit':

                return

            print(getattr(self,cmd.strip(),self.defaultfn)())

    def defaultfn(self):

        return 'default function'

dis = Dispatcher()

dis.reg('cmd2',lambda self: 2)

dis.run()

# print(dis.__class__.__dict__)

# print(dis.__dict__)

输出：

plz input cmd: cmd1

1

plz input cmd: cmd2

2

plz input cmd: cmd3

default function

plz input cmd: 11

default function

实现2：

class Dispatcher:

    def __init__(self):

        self._run()

    def cmd1(self):

        return 1

    def cmd2(self):

        return 2

    def reg(self,cmd,fn):

        if isinstance(cmd,str):

            setattr(self.__class__,cmd,fn)

        else:

            print('error')

    def _run(self):

        while True:

            cmd = input('plz input cmd: ')

            if cmd.strip() == 'quit':

                return

            print(getattr(self,cmd.strip(),self.defaultfn)())

    def defaultfn(self):

        return 'default function'

Dispatcher()

输出：

plz input cmd: cmd1

1

plz input cmd: cmd2

2

plz input cmd: cmd3

default function

plz input cmd: abcd

default function

反射相关的魔术方法（__getattr__()、__setattr__()、__delattr__()）：

__getattr__()，当在实例、实例的类及祖先类中查不到属性，才调用此方法；

__setattr__()，通过点访问属性，进行增加、修改都要调用此方法；

__delattr__()，当通过实例来删除属性时调用此方法，删自己有的属性；

一个类的属性会按照继承关系找，如果找不到，就是执行__getattr__()，如果没有这个方法，抛AttributeError；

查找属性顺序为：

instance.__dict__-->instance.__class__.__dict__-->继承的祖先类直到object的__dict__-->调用__getattr__()，如果没有__getattr__()则抛AttributeError异常；

__setattr__()和__delattr__()，只要有相应的操作（如初始化时self.x = x或运行时a.y = 200触发__setattr__()，del a.m则触发__delattr__()）就会触发，做拦截用，拦截做增加或修改，属性要加到__dict__中，要自己完成；

这三个魔术方法的第一个参数为self，则如果用类名.属性操作时，则这三个魔术方法管不着；

例：

class A:

    m = 6

    def __init__(self,x):

        self.x = x

    def __getattr__(self, item):   #对象的属性按搜索顺序逐级找，找到祖先类object上也没有对应属性，则最后找__getattr__()，如有定义__getattr__()返回该函数返回值，如果没有此方法，则报错AttributeError: 'A' object has no attribute 'y'

        print('__getattr__',item)

print(A(10).x)

print(A(8).y)

输出：

10

__getattr__ y

None

例：

class A:

    m = 6

    def __init__(self,x):

        self.x = x   #__init__()中的self.x = x也调用__setattr__()

    def __getattr__(self, item):

        print('__getattr__',item)

        # self.__dict__[item] = 'default_value'

    def __setattr__(self, key, value):

        print('__setattr__',key,value)

        # self.__dict__[key] = value

    def __delattr__(self, item):

        print('__delattr__')

a = A(8)   #初始化时的self.x = x也调用__setattr__()

a.x   #调用__getattr__()

a.x = 100   #调用__setattr__()，实例的__dict__为空没有x属性，虽有触发__setattr__()，但没写到__dict__中，要自己写

a.x

a.y

a.y = 200

a.y

print(a.__dict__)   #__getattr__()和__setattr__()都有，实例的__dict__为空，用a.x访问属性时按顺序都没找到最终调用__getattr__()

print(A.__dict__)

del a.m

输出：

__setattr__ x 8

__getattr__ x

__setattr__ x 100

__getattr__ x

__getattr__ y

__setattr__ y 200

__getattr__ y

{}

{'__module__': '__main__', 'm': 6, '__init__': <function A.__init__ at 0x7ffdacaa80d0>, '__getattr__': <function A.__getattr__ at 0x7ffdacaa8158>, '__setattr__': <function A.__setattr__ at 0x7ffdacaa8488>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None}

__delattr__

反射相关的魔术方法（__getattribute__）：

__getattribute__()，实例所有属性调用，都从这个方法开始；

实例的所有属性访问，第一个都会调用__getattribute__()方法，它阻止了属性的查找，该方法应该返回（计算后的）值或抛AttributeError，它的return值将作为属性查找的结果，如果抛AttributeError则直接调用__getattr__()，表示属性没有找到；

为了避免在该方法中无限的递归，它的实现应该永远调用基类的同名方法以访问需要的任何属性，如object.__getattribute__(self,name)；

除非明确知道__getattribute__()方法用来做什么，否则不要使用它，拦截面太大；

属性查找顺序：

实例调用__getattribute__()-->instance.__dict__-->instance.__class__.__dict__-->继承的祖先类直到object的__dict__-->调用__getattr__()；

例：

class A:

    m = 6

    def __init__(self,x):

        self.x = x

    def __getattr__(self, item):

        print('__getattr__',item)

        # self.__dict__[item] = 'default_value'

    def __setattr__(self, key, value):

        print('__setattr__',key,value)

        # self.__dict__[key] = value

    def __delattr__(self, item):

        print('__delattr__')

    def __getattribute__(self, item):

        print('__getattribute__',item)

        raise AttributeError(item)   #如果抛AttributeError则直接调用__getattr__()，表示属性没找到

        # return self.__dict__[item]   #递归调用

        # return object.__getattribute__(self,item)   #继续向后找，这样做没意义

a = A(8)

a.x

a.y

a.z

输出：

__setattr__ x 8

__getattribute__ x

__getattr__ x

__getattribute__ y

__getattr__ y

__getattribute__ z

__getattr__ z