39、Python之面向对象:对象属性解析:MRO不够用,补充3个方法

南宫理的日志录 2024-10-15 12:09:36
引言

在前面的文章中,我们谈及Python在继承关系,尤其是多继承中,一个对象的属性的查找解析顺序。由于当时的语境聚焦于继承关系,所以只是简要提及了属性解析顺序同方法的解析顺序,而方法的解析顺序,在Python中基于C3算法实现,具体的解析顺序,可以从__mro__属性或者mro()方法中得到。

但是,我们已经介绍了更多的面向对象的内容,尤其在引入了property及属性描述符之后,只是应用MRO似乎有些不够用了。

所以,笔者打算通过两篇文章的篇幅对“对象属性解析”进行一个扩展介绍,从而对属性解析的底层逻辑有一个更加清晰的理解,从而使用Python的面向对象更加得心应手。

本篇文章中,我们首先回顾一下继承语境中,属性解析顺序的内容,然后补充3个关于对象属性解析涉及到的函数/方法,从而进一步剖析属性解析的触发机制。

继承语境中的属性解析顺序

首先,我们先来回顾一下继承语境中的属性解析顺序,对这个解析顺序的理解是基础也是很核心的内容,所以,必须熟练掌握。这个默认的解析顺序如下:

1、查找实例属性:即首先会在实例对象的命名空间(__dict__)中进行属性的查找,如果找到了,直接访问该属性,否则进入下一个查找步骤。

2、查找实例所属类的类属性:如果在实例中未找到相关属性,则会在类的命名空间(__dict__)中进行查找。同样的,如果找到了,则直接访问该类属性,否则进行下一步查找。

3、查找基类属性:如果在实例对象所属的类中未找到,则按照MRO(Method Resolution Order,方法解析顺序)在基类中逐个进行查找,找到了直接访问该属性。如果最终没有找到则报错。

接下来,我们通过代码来进行验证:

执行结果:

从代码从执行结果可知:

1、name属性在实例对象的命名空间中有,所以,直接从中获取返回;

2、count属性在实例对象的命名空间中没有,所以需要更进一步查找;

3、coder对应的Programmer类中有count类属性,所以直接返回1;

4、pm对应的ProductManager类中没有count类属性,需要进一步去基类中查找;

5、pm.count最终在DaGongRen的类属性中获取到,返回2。

3个函数/方法

当我们通过实例对象访问属性时,要按照对象的解析顺序进行查找,会涉及到几个函数/方法,而且只是从名称来看很容易混淆的3个函数/方法。

1、getattr(obj, 'attr')内置函数

当我们通过实例对象“点”的方式访问属性时,其实有一个等价的内置函数进行实例对象属性的访问,也就是getattr()。相较于“点”操作符,getattr()函数还提供了属性默认值的功能,也就是说,如果访问的属性不存在,则返回默认值,而不抛出AttributeError。

还是前面的代码,我们通过“点”操作符及内置函数getattr()分别进行属性的访问尝试,可以看到如下执行结果:

2、__getattribute__()魔术方法

当访问实例对象的属性时,首先一定会调用__getattribute__()这个魔术方法进行统一的处理,由这个方法进行属性查找顺序的解析,如果找不到会抛出AttributeError异常,此时,如果定义了__getattr__()方法,则还会调用该方法。

这里暂时不做代码演示,最后会通过一个完整地应用3个函数的代码示例进行说明。

3、__getattr__()魔术方法

该魔术方法只在访问属性失败时被__getattribute__()调用,也就是说可,只有当属性未在实例或类、基类中查找到才会触发。当希望为不存在的属性提供默认的行为,或者动态属性时,可以考虑使用__getattr__()方法。优先于getattr()内置函数的默认值逻辑。

执行结果:

最后,我们来看一下将3个方法/函数放在一起的完整的代码示例:

执行结果:

从代码和执行结果可以看出:

1、访问任何一个属性的时候,首先都会调用__getattribute__()方法,不管属性是否存在,该方法都会被触发。所以,如果需要对所有的属性访问进行统一的处理时,可以在该方法中添加处理逻辑。但是,需要注意的是需要小心规避递归访问的情况,通常应该调用super()的__getattribute__()进行相关的后续属性解析处理,否则可能导致属性解析异常。

2、__getattr__()方法,在属性不存在时,会被__getattribute__()方法调用,且优先级是高于getattr()中的默认值处理逻辑的。

3、如果自定义了__getattriubte__()和__getattr__(),会发现属性的解析顺序中的MRO解析顺序可能会被阻断。所以,通常情况下,不应该随便重写__getattribute__()。

总结

关于实例对象的属性解析,本文回顾了继承中的属性解析属性,并且补充了可以影响属性解析行为的3个函数/方法。

当我们把属性描述符引入时,属性的解析顺序将会更加复杂,关于这部分内容,我们在下一篇文章中继续展开。

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