python的反射機制

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一、前言

1 def f1():2     print("f1是這個函數的名字！")3  4 s = "f1"5 print("%s是個字串" % s)

在上面的代碼中，我們必須區分兩個概念，f1和“f1"。前者是函數f1的函數名，後者只是一個叫”f1“的字串，兩者是不同的事物。我們可以用f1()的方式調用函數f1，但我們不能用"f1"()的方式調用函數。說白了就是，不能通過字串來調用名字看起來相同的函數！

二、web執行個體

　　考慮有這麼一個情境，根據使用者輸入的url的不同，調用不同的函數，實現不同的操作，也就是一個url路由器的功能，這在web架構裡是核心組件之一。下面有一個精簡版的樣本：

　　首先，有一個commons模組，它裡面有幾個函數，分別用於展示不同的頁面，代碼如下：

 1 def login(): 2     print("這是一個登陸頁面！") 3   4   5 def logout(): 6     print("這是一個退出頁面！") 7   8   9 def home():10     print("這是網站首頁面！")

其次，有一個visit模組，作為程式入口，接受使用者輸入，展示相應的頁面，代碼如下：（這段代碼是比較初級的寫法）

 1 import commons 2   3   4 def run(): 5     inp = input("請輸入您想訪問頁面的url：  ").strip() 6     if inp == "login": 7         commons.login() 8     elif inp == "logout": 9         commons.logout()10     elif inp == "home":11         commons.home()12     else:13         print("404")14  15  16 if __name__ == ‘__main__‘:17     run()

我們運行visit.py，輸入：home，頁面結果如下：

請輸入您想訪問頁面的url：  home這是網站首頁面！

這就實現了一個簡單的WEB路由功能，根據不同的url，執行不同的函數，獲得不同的頁面。

　　然而，讓我們考慮一個問題，如果commons模組裡有成百上千個函數呢(這非常正常)?。難道你在visit模組裡寫上成百上千個elif?顯然這是不可能的！那麼怎麼破？

三、反射機制

　　仔細觀察visit中的代碼，我們會發現使用者輸入的url字串和相應調用的函數名好像！如果能用這個字串直接調用函數就好了！但是，前面我們已經說了字串是不能用來調用函數的。為瞭解決這個問題，python為我們提供一個強大的內建函數：getattr!我們將前面的visit修改一下，代碼如下：

import commons  def run():    inp = input("請輸入您想訪問頁面的url：  ").strip()    func = getattr(commons,inp)    func()  if __name__ == ‘__main__‘:    run()

首先說明一下getattr函數的使用方法：它接收2個參數，前面的是一個對象或者模組，後面的是一個字串，注意了！是個字串！

　　例子中，使用者輸入儲存在inp中，這個inp就是個字串，getattr函數讓程式去commons這個模組裡，尋找一個叫inp的成員（是叫，不是等於），這個過程就相當於我們把一個字串變成一個函數名的過程。然後，把獲得的結果賦值給func這個變數，實際上func就指向了commons裡的某個函數。最後通過調用func函數，實現對commons裡函數的調用。這完全就是一個動態訪問的過程，一切都不寫死，全部根據使用者輸入來變化。

　　執行上面的代碼，結果和最開始的是一樣的。

　　這就是python的反射，它的核心本質其實就是利用字串的形式去對象（模組）中操作（尋找/擷取/刪除/添加）成員，一種基於字串的事件驅動！

　　這段話，不一定準確，但大概就是這麼個意思。

四、進一步完善

　　上面的代碼還有個小瑕疵，那就是如果使用者輸入一個非法的url，比如jpg，由於在commons裡沒有同名的函數，肯定會產生運行錯誤，具體如下：

1 請輸入您想訪問頁面的url：  jpg2 Traceback (most recent call last):3   File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 16, in <module>4     run()5   File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 11, in run6     func = getattr(commons,inp)7 AttributeError: module ‘commons‘ has no attribute ‘jpg‘

那怎麼辦呢？其實，python考慮的很全面了，它同樣提供了一個叫hasattr的內建函數，用於判斷commons中是否具有某個成員。我們將代碼修改一下：

import commons def run():    inp = input("請輸入您想訪問頁面的url：  ").strip()    if hasattr(commons,inp):        func = getattr(commons,inp)        func()    else:        print("404") if __name__ == ‘__main__‘:    run()

通過hasattr的判斷，可以防止非法輸入錯誤，並將其統一定位到錯誤頁面。

　　其實，研究過python內建函數的朋友，應該注意到還有delattr和setattr兩個內建函數。從字面上已經很好理解他們的作用了。

　　python的四個重要內建函數：getattr、hasattr、delattr和setattr較為全面的實現了基於字串的反射機制。他們都是對記憶體內的模組進行操作，並不會對源檔案進行修改。

hasattr  判斷某一個 變數 是否能夠.調用一個名字,返回True或者Falsegetattr  直接擷取一個變數中的名字的值setattr  為一個變數增加或者修改一個屬性delattr  刪除一個變數中的屬性或者方法

反射類中的名字getattr(類名,‘靜態屬性‘)getattr(類名,‘類方法‘)()getattr(類名,‘靜態方法‘)()反射對象中的名字getattr(對象名,‘對象屬性‘)getattr(對象名,‘方法名‘)()反射模組中的名字import 模組名getattr(模組名,‘模組中的變數‘)getattr(模組名,‘模組中的函數‘)()getattr(模組名,‘模組中的類名‘)反射當前模組中的名字import sysgetattr(sys.modules[__name__],‘變數‘)getattr(sys.modules[__name__],‘函數‘)()getattr(sys.modules[__name__],‘類名‘)sys.modules[__name__]import sysprint(sys.modules[__name__])  # 所有匯入過的模組{‘字串資料型別的模組名‘:模組的記憶體位址}{‘__main__‘:當前模組的記憶體位址}

 

python的反射機制