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『Python 底层原理』--Python 属性的工作原理

  • 2025-02-24
    福建
  • 本文字数:1720 字

    阅读完需:约 6 分钟

Python中的属性操作(如获取、设置和删除属性)是我们日常编程中非常常见的操作。


但你有没有想过,当我们写下obj.attrobj.attr = value时,Python 内部究竟发生了什么?


本文将探讨Python属性的工作原理,并通过简单的代码示例来更好地理解这些概念。


1. 属性的基本操作


Python中,属性基本操作主要有三种:


  1. 获取属性值:value = obj.attr

  2. 设置属性值:obj.attr = value

  3. 删除属性: del obj.attr


这些操作看似简单,但它们的实现却依赖于Python的底层机制。


为了更好地理解这些机制,我们需要先了解描述符的概念。


2. 描述符:属性的核心机制


描述符Python中一个非常重要的概念,它是实现属性功能的核心机制。


描述符是一个对象,它通过实现特定的方法(如__get____set____delete__)来控制属性的访问、设置和删除。


例如,如下实现一个简单的描述符类:


class Descriptor:    def __get__(self, instance, owner):        return f"从 {instance} 获取属性值"
def __set__(self, instance, value): print(f"设置 {instance} 的属性值: {value}")
def __delete__(self, instance): print(f"从 {instance} 中删除属性值")
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我们可以将这个描述符作为类属性使用:


obj = MyClass()print(obj.attr)  # 调用 __get__obj.attr = "Hello"  # 调用 __set__del obj.attr  # 调用 __delete__
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CPython中,描述符通过tp_descr_gettp_descr_set两个函数指针实现。


3. 属性的存储与查找


Python中的属性存储在对象的字典(__dict__)中,或者在类的字典中。


当我们访问属性时,Python会按照以下顺序查找:

  1. 在实例的__dict__中查找

  2. 如果未找到,按照方法解析顺序在类及其父类的__dict__中查找

  3. 如果仍未找到,抛出AttributeError


比如:


class Parent:    x = "Parent"

class Child(Parent): y = "Child"

obj = Child()print(obj.x) # 输出 "Parent",从父类中找到print(obj.y) # 输出 "Child",从子类中找到
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4. 类型的属性管理


类型(如intlist)本身也有属性,这些属性的管理方式与普通对象类似,但有一些特殊之处。


因为类型本身是一个对象,它的类型是type,它是一个元类型


当我们访问类型属性时,Python会按照以下顺序查找:

  1. 在类型的字典中查找

  2. 如果未找到,按照 方法解析顺序 在元类型的字典中查找


这里有一个元类型的概念,所谓元类型,是指它的实例是一个类型


也就是说,正如用于创建对象一样,元类型是用于创建的。


Python有一个内置的元类型,称为type,它是所有内置类型中的元类型


比如我们在Python中创建一个类一般使用下面的方式:


class MyClass:    pass
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也可以改成下面这样,和上面是等价的。


MyClass = type('MyClass', (), {})
复制代码


5. 自定义属性管理


Python允许我们通过定义特殊方法来自定义属性的行为,这些方法包括:


  • __getattribute__:拦截所有属性访问

  • __getattr__:仅在属性未找到时被调用

  • __setattr__:拦截所有属性设置

  • __delattr__:拦截所有属性删除


下面示例中,自定义了属性的访问和设置。


class MyClass:    def __getattribute__(self, name):        print(f"拦截所有属性的访问: {name}")        return super().__getattribute__(name)
def __getattr__(self, name): print(f"拦截不存在属性的访问: {name}") return f"属性 {name} 不存在"
def __setattr__(self, name, value): print(f"设置属性值: {name} = {value}") super().__setattr__(name, value)

obj = MyClass()obj.x = "Hello"print(obj.x) # 访问存在的属性print(obj.y) # 访问不存在的属性
复制代码



设置属性obj.x = "Hello")时,调用了 __setattr__

访问存在的属性print(obj.x))时,调用了__getattribute__

访问不存在的属性print(obj.y))时,调用了__getattribute____getattr__

且是先调用__getattribute__


6. 总结


Python的属性机制非常强大,它通过描述符、特殊方法和底层的字节码操作实现了灵活的属性管理。

通过理解这些机制,我们可以更好地设计类和对象,优化代码性能,并避免常见的陷阱。


文章转载自:wang_yb

原文链接:https://www.cnblogs.com/wang_yb/p/18732063

体验地址:http://www.jnpfsoft.com/?from=001YH

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