Python反射與自省學(xué)習(xí)

1.反射自省的概念

自?。鹤允【褪悄軌颢@得自身的結(jié)構(gòu)和方法，給開(kāi)發(fā)者可以靈活的調(diào)用，給定一個(gè)對(duì)象，返回該對(duì)象的所有屬性和函數(shù)列表，或給定對(duì)象和該對(duì)象的函數(shù)或者屬性的名字，返回對(duì)象的函數(shù)或者屬性實(shí)例。
反射就是通過(guò)字字符串的形式來(lái)操作對(duì)象或者模塊的成員，一種基于字符串的事件驅(qū)動(dòng)。

2.類與屬性

類是對(duì)象的定義，而實(shí)例是真正的實(shí)物，它存放了類中所定義的對(duì)象的具體信息
類是現(xiàn)實(shí)世界的抽象的實(shí)體以編程形式出現(xiàn)，實(shí)例是這些對(duì)象的具體化
類屬性：屬性就是一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)或者函數(shù)元素

class MyNewClass: #所有的類需要至少一個(gè)繼承，object是所有類的父類
    'define my new class for test' #類的文檔，不能被子類繼承，可以使用__doc__調(diào)出
    version = '1.0'  #類的數(shù)據(jù)屬性
    def __init__(self):  #類似構(gòu)造器，創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象時(shí)調(diào)用，self代表實(shí)例對(duì)象本身，調(diào)用方法時(shí)，解釋器傳給方法
        print('create a object')
    def in_class(self):  #方法，必須綁定到實(shí)例才能調(diào)用
        print('in class ')
    #申明與定義類同時(shí)進(jìn)行  

myclass = MyNewClass() #實(shí)例化

create a object

MyNewClass.version  #訪問(wèn)類數(shù)據(jù)屬性

'1.0'

myclass.version  #訪問(wèn)實(shí)例屬性

'1.0'

MyNewClass.in_class()  #通過(guò)類不能調(diào)用方法

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-7-5c59b2c4c0c8> in <module>()
----> 1 MyNewClass.in_class()  #通過(guò)類不能調(diào)用方法


TypeError: in_class() missing 1 required positional argument: 'self'

myclass.in_class()  #通過(guò)實(shí)例進(jìn)行方法調(diào)用

in class 

class MySubClass(MyNewClass):
    'This is my second Class for test'   #文檔不能被子類繼承
    version = '2.0'
    def __init__(self, num):   #重寫__init__方法
        self.num = num
        print('create a sub class ')
    def num_is(self):         #為子類增加方法
        print('The num is %d' % self.num)

my_sub_class = MySubClass(123)  #子類實(shí)例化

create a sub class 

my_sub_class.num_is()   #子類方法調(diào)用

The num is 123

my_sub_class.in_class()  #訪問(wèn)父類方法

in class 

my_sub_class.version  #子類數(shù)據(jù)屬性

'2.0'

dir()方法，沒(méi)有參數(shù)，返回當(dāng)前本地作用域中的名稱列表。使用參數(shù)，嘗試返回該對(duì)象的有效屬性列表

dir(MyNewClass)   #通過(guò)dir()可以查看類的屬性

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'in_class',
 'version']

object.__dict__用于存儲(chǔ)對(duì)象（可寫）屬性的字典或其他映射對(duì)象,不是所有的對(duì)象都有__dict__屬性。例如，如果你在一個(gè)類中添加了 __slots__屬性，那么這個(gè)類的實(shí)例將不會(huì)擁有 __dict__ 屬性，但是 dir() 仍然可以找到并列出它的實(shí)例所有有效屬性

MyNewClass.__dict__  #類的屬性

mappingproxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'MyNewClass' objects>,
              '__doc__': 'define my new class for test',
              '__init__': <function __main__.MyNewClass.__init__>,
              '__module__': '__main__',
              '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'MyNewClass' objects>,
              'in_class': <function __main__.MyNewClass.in_class>,
              'version': '1.0'})

MyNewClass.__name__   #類名

'MyNewClass'

MyNewClass.__doc__    #查看文檔

'define my new class for test'

MySubClass.__doc__

'This is my second Class for test'

MySubClass.__bases__     #查看類的父類的元組

(__main__.MyNewClass,)

MyNewClass.__bases__

(object,)

MyNewClass.__module__   #類定義所在的模塊

'__main__'

 MyNewClass.__class__

type

2.實(shí)例與實(shí)例屬性

如果說(shuō)類是一種很數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義類型，那么實(shí)例就是申明了這種類型的變量

__init__()構(gòu)造器是最早可以設(shè)置實(shí)例屬性的地方

class  MyClass (object):
        pass


mc = MyClass()
mc

<__main__.MyClass at 0x7fd26c503198>

如果定義了構(gòu)造器，它不應(yīng)返回任何對(duì)象，因?yàn)閷?shí)例對(duì)象是自動(dòng)在實(shí)例化調(diào)用后返回的。
__init__()就不應(yīng)該返回任何對(duì)象，否則，就可能出現(xiàn)沖突，因?yàn)橹荒芊祷貙?shí)例。

class MyClass(object):
    def __init__(self):
        print('Initialized')
    return 1

mc = MyClass()

  File "<ipython-input-29-8544d6773fc1>", line 4
    return 1
    ^
SyntaxError: 'return' outside function

實(shí)例屬性

class C:
    pass

c = C()

c.foo = 'foo foo'

c.bar = 'bar bar'

dir(C)  #類屬性

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__']

dir(c)   #實(shí)例屬性

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'bar',
 'foo']

c.__dict__ 

{'bar': 'bar bar', 'foo': 'foo foo'}

class T:
    pass

t = T()

t.__dict__

{}

t.__class__

__main__.T

類屬性和實(shí)例屬性：類屬性僅是與類相關(guān)的數(shù)據(jù)值，這些值可以像靜態(tài)成員那樣被引用，即使在多次實(shí)例化中調(diào)用類，他們的值都保持不變

class T(object):
    version = 1.0

t = T()  #實(shí)例化

T.version  #訪問(wèn)類屬性

1.0

t.version  #訪問(wèn)實(shí)例屬性

1.0

t.version = 2.0  #改變實(shí)例屬性（實(shí)際上時(shí)床架了新的實(shí)例屬性），而非類屬性

t.version

2.0

T.version   #類屬性沒(méi)有改變

1.0

del t.version  #刪除實(shí)例屬性， 給一個(gè)與類屬性同名的實(shí)例屬性賦值，我們會(huì)有效的“隱藏”類屬性，刪除又重現(xiàn)

t.version

1.0

T.version = 3.0  #更新類屬性

t.version   #實(shí)例訪問(wèn)，其值已經(jīng)改變

3.0

但是在類屬性可以改變的情況下，類屬性可以通過(guò)實(shí)例改變

class Foo(object):
     x = {2003: 'poe2'}

foo = Foo()

foo.x

{2003: 'poe2'}

foo.x[2004] = 'valid path'   #通過(guò)實(shí)例改變

foo.x

{2003: 'poe2', 2004: 'valid path'}

Foo.x   #類屬性已經(jīng)改變

{2003: 'poe2', 2004: 'valid path'}

3.綁定和方法調(diào)用

方法僅僅是類內(nèi)部定義的函數(shù)，這意味著方法時(shí)類屬性而不是實(shí)例屬性
任何方法定義的第一個(gè)參數(shù)都是變量self，它表示調(diào)用此方法的實(shí)例對(duì)象

非綁定方法：需要調(diào)用一個(gè)還沒(méi)有任何實(shí)例的類中的一個(gè)方法

class Person(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def get_name(self):
        return('The name is %s' % self.name)

Person.get_name

<function __main__.Person.get_name>

Person.get_name()   #方法未綁定

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-66-257ab8eff3fa> in <module>()
----> 1 Person.get_name()   #方法未綁定


TypeError: get_name() missing 1 required positional argument: 'self'

Person.get_name(Person('zhang'))  #未綁定的方法必須使用一個(gè)Person實(shí)例作為第一個(gè)參數(shù)來(lái)調(diào)用

'The name is zhang'

p = Person('python')  #實(shí)例化綁定方法，使用實(shí)例調(diào)用，調(diào)用的實(shí)例被作為第一個(gè)參數(shù)被隱含的傳遞過(guò)去

print(p)

<__main__.Person object at 0x7fd26c505ac8>

4.內(nèi)建函數(shù)

hasattr、getattr、setattr、delattr：對(duì)象是否有、取得、設(shè)置、刪除某個(gè)屬性

class TestAttr(object):
    def __init__(self):
        self.foo = 100

ta = TestAttr()

hasattr(ta, 'foo')  #判斷是否具有'foo'屬性

True

getattr(ta, 'foo')  #取得foo的值

100

getattr(ta, 'bar')  #取得bar的值，但是對(duì)象沒(méi)有該值，拋出異常

---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-80-f6c57b29833a> in <module>()
----> 1 getattr(ta, 'bar')  #取得bar的值，但是對(duì)象沒(méi)有該值，拋出異常


AttributeError: 'TestAttr' object has no attribute 'bar'

setattr(ta, 'bar', 100000)  #設(shè)置某個(gè)值

getattr(ta, 'bar')

100000

setattr(ta, 'my attr', 'Python Class Attr Function')

dir(ta)

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'bar',
 'foo',
 'my attr']

delattr(ta, 'bar')  #刪除某個(gè)值

delattr(ta, 'foo')

ta.__dict__

{'my attr': 'Python Class Attr Function'}
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