Python之路(第二十七篇) 物件導向進階：內建方法、描述符

標籤：span   exp   編程   實現   init   列印   open()   %s   優先   

一、 __call__

 

對象後面加括弧，觸發執行類下面的__call__方法。

建立對象時，對象 = 類名() ；而對於 __call__ 方法的執行是由對象後加括弧觸發的，即：對象() 或者 類()()

  class Foo:  ?      def __call__(self, *args, **kwargs):          print("我執行啦")  ?  f = Foo()  f()  #對象加括弧調用執行類下的__call__方法  #輸出結果 我執行啦 

　　

 

二、 __next__和 __iter__實現迭代器協議

 

迭代器協議是指：對象必須提供一個next方法，執行該方法要麼返回迭代中的下一項，要麼就引起一個StopIteration異常，以終止迭代 （只能往後走不能往前退）

 

可迭代對象執行obj.__iter__()得到的結果就是迭代器對象。

在類中，如果有__iter__和__next__內建方法，那麼就構成了迭代器。

例子

  class Foo:  ?      def __init__(self,n):          self.n = n  ?      def __iter__(self):          return self  #執行個體本身就是迭代對象，故返回自己  ?      def __next__(self):          if self.n >10:              raise StopIteration   #如果超過10就報StopIteration 錯誤          self.n = self.n + 1          return self.n  ?  f = Foo(7)  for i in f:  #for迴圈自動調用__next__方法，實現了迭代取值      print(i)  

　　

例子2

輸出100內的斐契那波數列

  class F:  ?      def __init__(self):          self.a = 0          self.b = 1  ?      def __iter__(self):          return self  ?      def __next__(self):          self.a ,self.b = self.b , self.a + self.b          if self.a > 100:              raise StopIteration          return self.a  ?  f = F()  for i in f:      print(i) 

　　

 

三、描述符( __get__,__set__,__delete__)

描述符（descriptor）:

1、描述符本質

就是一個新式類,在這個新式類中,至少實現了__get__(),__set__(),__delete__()中的一個,這也被稱為描述符協議。__get__():調用一個屬性時,觸發__set__():為一個屬性賦值時,觸發__delete__():採用del刪除屬性時,觸發

 

2、描述符的作用

是用來代理另外一個類的屬性的(必須把描述符定義成這個類的類屬性，不能定義到建構函式中)

描述符是在另外一個類的類屬性進行定義的，描述符在一個類的類屬性__dict__字典裡

 

例子1

  class Foo:  ?      def __get__(self, instance, owner):          print("執行了__get__")  ?      def __set__(self, instance, value):          print("執行了__set__")  ?      def __delete__(self, instance):          print("執行了__delete__")  ?  ?  class Bar:      x = Foo()  ?      def __init__(self,name):          self.name = name  ?  ?  b = Bar("nick")  b.x     #調用執行描述符裡的__get__方法  print(b.x)  #  b.x = 1  # 調用執行描述符裡的__set__方法  print(b.__dict__)  del b.x  #調用執行描述符裡的__delete__方法  print(b.__dict__)

　　

 

輸出結果

  執行了__get__  執行了__get__  None  執行了__set__  {‘name‘: ‘nick‘}  執行了__delete__  {‘name‘: ‘nick‘}

　　

 

例子2

    #描述符Str  class Str:      def __get__(self, instance, owner):          print(‘Str調用‘)      def __set__(self, instance, value):          print(‘Str設定...‘)      def __delete__(self, instance):          print(‘Str刪除...‘)  ?  #描述符Int  class Int:      def __get__(self, instance, owner):          print(‘Int調用‘)      def __set__(self, instance, value):          print(‘Int設定...‘)      def __delete__(self, instance):          print(‘Int刪除...‘)  ?  class People:      name=Str()      age=Int()      def __init__(self,name,age): #name被Str類代理,age被Int類代理,          self.name=name          self.age=age  ?  #何地？：定義成另外一個類的類屬性  ?  #何時？：且看下列示範  ?  p1=People(‘alex‘,18)  ?  #描述符Str的使用  p1.name  p1.name=‘egon‘  del p1.name  ?  #描述符Int的使用  p1.age  p1.age=18  del p1.age  ?  #我們來瞅瞅到底發生了什麼  print("__p1.__dict__",p1.__dict__)  print(People.__dict__)  ?  #補充  print(type(p1) == People) #type(obj)其實是查看obj是由哪個類執行個體化來的  print(type(p1).__dict__ == People.__dict__)

　　

輸出結果

    Str設定...  Int設定...  Str調用  Str設定...  Str刪除...  Int調用  Int設定...  Int刪除...  __p1.__dict__ {}  {‘__module__‘: ‘__main__‘, ‘name‘: <__main__.Str object at 0x021C6850>, ‘age‘: <__main__.Int object at 0x021C6870>, ‘__init__‘: <function People.__init__ at 0x021C5DB0>, ‘__dict__‘: <attribute ‘__dict__‘ of ‘People‘ objects>, ‘__weakref__‘: <attribute ‘__weakref__‘ of ‘People‘ objects>, ‘__doc__‘: None}  True  True 

　　

3、描述符分兩種

（1） 資料描述符:至少實現了__get__()和__set__()

 

  ?  class Foo:      def __set__(self, instance, value):          print(‘set‘)      def __get__(self, instance, owner):          print(‘get‘)

　　

（2） 非資料描述符:沒有實現__set__()

    class Foo:      def __get__(self, instance, owner):          print(‘get‘)

　　

 注意：非資料描述符一般是只有__get__，如果保留__delete__執行會報錯。

4、 注意事項:

 

（1）描述符本身應該定義成新式類,被代理的類也應該是新式類（python3中全部是新式類）

（2）必須把描述符定義成另外一個類的類屬性，不能為定義到建構函式中,

（3）要嚴格遵循該優先順序,優先順序由高到底分別是

a.類屬性b.資料描述符c.執行個體屬性d.非資料描述符e.找不到的屬性觸發__getattr__()

 

例子1

  class Foo:  ?      def __get__(self, instance, owner):          print("執行了__get__")  ?      def __set__(self, instance, value):          print("執行了__set__")  ?      def __delete__(self, instance):          print("執行了__delete__")  ?  class People:  ?      name = Foo()  ?      def __init__(self,name):          self.name = name  ?  ?  p = People("nick")  People.name  = "nick"  #調用執行了描述符的__set__方法，這一步類屬性由之前的描述符被定義成另外一個字串，  # 所以下面再次調用就無法再次使用描述符了  People.name     ?  #可以得出結論，類屬性的優先順序大於資料描述符

　　

 

例子2

  class Foo:  ?      def __get__(self, instance, owner):          print("執行了__get__")  ?      def __set__(self, instance, value):          print("執行了__set__")  ?      def __delete__(self, instance):          print("執行了__delete__")  ?  class People:  ?      name = Foo()  ?      def __init__(self,name):          self.name = name  ?  ?  p = People("nick")  #執行個體化對象，調用資料描述符的__set__，  # 但是由於描述符的__set__只是執行了列印操作，什麼都沒做，所以p對象的__dict__什麼都沒有  p.name = "nicholas"  print(p.__dict__) #輸出的結果為空白  ?  #因此可以得出結論,資料描述符的優先順序大於執行個體屬性(字典操作)

　　

 

例子3

  class Foo(object):      def __init__(self):          pass  ?      def __get__(self, instance, owner):          print("執行了__get__")  ?  class People(object):  ?      name = Foo("x")  ?      def __init__(self,name,age):          self.name = name          self.age = age  ?  ?  ?  p = People("nick",18)  #執行個體化對象，這裡由於是非資料描述符，優先順序低於執行個體屬性，  # 所以這裡直接設定了執行個體屬性，而不再調用描述符  print(p.name)  #列印直接輸出執行個體屬性  print(p.__dict__)  #輸出的結果：{‘name‘: ‘nick‘, ‘age‘: 18}  ?  #因此可以得出結論,執行個體屬性的優先順序大於非資料描述符

　　

 

例子4

    class Foo(object):      def __init__(self,name2):          self.name2 = name2  ?      def __get__(self, instance, owner):          print("執行了__get__")  ?  ?  class People(object):  ?      name = Foo("x")  ?      def __init__(self,name,age):          self.name = name          self.age = age  ?      def __getattr__(self, item):          print("__getattr__")  ?  ?  p = People("nick",18)  #執行個體化對象，這裡由於是非資料描述符，優先順序低於執行個體屬性，  # 所以這裡直接設定了執行個體屬性，而不再調用描述符  print(p.name)  print(p.sex)  #調用不存在的屬性執行了__getattr__  print(p.__dict__)  #輸出的結果：{‘name‘: ‘nick‘, ‘age‘: 18}

　　

 

5、描述符的應用

例子1

  class Type:  ?      def __init__(self,key,expect_type):          self.key = key          self.expect_type = expect_type  ?      def __get__(self, instance, owner):          print("執行__get__方法")          print(self)                #這裡的self就是type類的對象          print(instance)            #這裡的instance就是傳入的People類的對象          print("執行__get__方法")          return  instance.__dict__[self.key]   #通過instance的字典擷取對象的屬性值  ?      def __set__(self, instance, value):          print("執行__set__方法")          instance.__dict__[self.key] = value   #instance是另一個類的對象，這裡要設定對象的屬性字典  ?      def __delete__(self, instance):          print("執行__delete__方法")          instance.__dict__.pop(self.key)  #刪除對象的屬性  ?  class People:      name = Type("name",str)      age = Type("age",int)  ?      def __init__(self,name,age):          self.name = name          self.age = age  ?  p1 = People("nick",18)  #調用2次描述符，對對象的字典進行設定  print(p1.name)  #通過資料描述符擷取對象的屬性值  print(p1.__dict__)  p1.age = 20  #調用描述符對對象進行設定  print(p1.__dict__)

　　

輸出結果

  執行__set__方法  執行__set__方法  執行__get__方法  <__main__.Type object at 0x004CB4F0>  <__main__.People object at 0x02106DF0>  執行__get__方法  nick  {‘name‘: ‘nick‘, ‘age‘: 18}  執行__set__方法  {‘name‘: ‘nick‘, ‘age‘: 20}

　　

  ?

 

例子2

 

  class Type:  ?      def __init__(self,key,expect_type):          self.key = key          self.expect_type = expect_type  ?      def __get__(self, instance, owner):          print("執行__get__方法")          print(self)                #這裡的self就是type類的對象          print(instance)            #這裡的instance就是傳入的People類的對象          print("執行__get__方法")          return  instance.__dict__[self.key]   #通過instance的字典擷取對象的屬性值  ?      def __set__(self, instance, value):          print("執行__set__方法")          if not isinstance(value,self.expect_type):              print("您輸入的%s不是%s"%(self.key,self.expect_type))              raise TypeError          instance.__dict__[self.key] = value   #instance是另一個類的對象，這裡要設定對象的屬性字典  ?      def __delete__(self, instance):          print("執行__delete__方法")          instance.__dict__.pop(self.key)  #刪除對象的屬性  ?  class People:      name = Type("name",str)      age = Type("age",int)  ?      def __init__(self,name,age):          self.name = name          self.age = age  ?  p1 = People("nick",18)  #調用2次描述符，對對象的字典進行設定  print(p1.name)  #通過資料描述符擷取對象的屬性值  print(p1.__dict__)  p1.age = 20  #調用描述符對對象進行設定  print(p1.__dict__)  # p1.name = 11  #通過描述符的if not isinstance(value,self.expect_type)判斷屬性的類型  ?  # p2 = People(88,18)  #通過描述符的if not isinstance(value,self.expect_type)判斷屬性的類型

　　

 

 

四、 __enter__和 __exit__

開啟檔案操作用 with open() as f操作，這叫做上下文管理協議，即with語句，為了讓一個對象相容with語句，必須在這個對象的類中聲明__enter__和__exit__方法。

__enter__(self):當with開始啟動並執行時候觸發此方法的運行

__exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):當with運行結束之後觸發此方法的運行

exc_type如果拋出異常,這裡擷取異常的類型

exc_val如果拋出異常,這裡顯示異常內容

exc_tb如果拋出異常,這裡顯示所在位置

 

用途或者說好處：

1.使用with語句的目的就是把代碼塊放入with中執行，with結束後，自動完成清理工作，無須手動幹預

2.在需要管理一些資源比如檔案，網路連接和鎖的編程環境中，可以在__exit__中定製自動釋放資源的機制，你無須再去關係這個問題，這將大有用處

 

 例子

class OPEN:    def __init__(self,name):        self.name = name    def __enter__(self):        print("執行__enter__")        return self    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):        print("執行__exit__")        print(exc_type)        print(exc_val)        print(exc_tb)        print("執行__exit__2222")with OPEN("a.txt") as f:    print(f)  #執行列印__enter__內建方法，同時列印內建方法返回的結果#with 語句結束時執行__exit__方法，沒有錯誤則列印None，有錯誤則列印錯誤的資訊print("上下文管理協議")

　　

 

Python之路(第二十七篇) 物件導向進階：內建方法、描述符