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探究更多的类属性,在一些初学者的教程中,一般很少见。我之所以要在这里也将这部分奉献出来,就是因为本教程是“From Beginner to Master”。当然,不是学习了类的更多属性就能达到Master水平,但是这是通往Master的一步,虽然在初级应用中,本节乃至于后面关于类的属性用的不很多,但是,这一步迈出去,你就会在实践中有一个印象,以后需要用到了,知道有这一步,会对项目有帮助的。俗话说“艺不压身”。 ## [](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/212.md#__dict__)`__dict__` 前面已经学习过有关类属性和实例属性的内容,并且做了区分,如果忘记了可以回头参阅[《类(3)》](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/208.md)中的“类属性和实例属性”部分。有一个结论,是一定要熟悉的,那就是可以通过`object.attribute`的方式访问对象的属性。 如果接着那部分内容,读者是否思考过一个问题:类或者实例属性,在python中是怎么存储的?或者为什么修改或者增加、删除属性,我们能不能控制这些属性? ~~~ >>> class A(object): ... pass ... >>> a = A() >>> dir(a) ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__'] >>> dir(A) ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__'] ~~~ 用`dir()`来查看一下,发现不管是类还是实例,都有很多属性,这在前面已经反复出现,有点见怪不怪了。不过,这里我们要看一个属性:`__dict__`,因为它是一个保存秘密的东西:对象的属性。 ~~~ >>> class Spring(object): ... season = "the spring of class" ... >>> Spring.__dict__ dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, 'season': 'the spring of class', '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, '__doc__': None}) ~~~ 为了便于观察,我将上面的显示结果进行了换行,每个键值对一行。 对于类Spring的`__dict__`属性,可以发现,有一个键`'season'`,这就是这个类的属性;其值就是类属性的数据。 ~~~ >>> Spring.__dict__['season'] 'the spring of class' >>> Spring.season 'the spring of class' ~~~ 用这两种方式都能得到类属性的值。或者说`Spring.__dict__['season']`就是访问类属性。下面将这个类实例化,再看看它的实例属性: ~~~ >>> s = Spring() >>> s.__dict__ {} ~~~ 实例属性的`__dict__`是空的。有点奇怪?不奇怪,接着看: ~~~ >>> s.season 'the spring of class' ~~~ 这个其实是指向了类属性中的`Spring.season`,至此,我们其实还没有建立任何实例属性呢。下面就建立一个实例属性: ~~~ >>> s.season = "the spring of instance" >>> s.__dict__ {'season': 'the spring of instance'} ~~~ 这样,实例属性里面就不空了。这时候建立的实例属性和上面的那个`s.season`只不过重名,并且把它“遮盖”了。这句好是不是熟悉?因为在讲述“实例属性”和“类属性”的时候就提到了。现在读者肯定理解更深入了。 ~~~ >>> s.__dict__['season'] 'the spring of instance' >>> s.season 'the spring of instance' ~~~ 此时,那个类属性如何?我们看看: ~~~ >>> Spring.__dict__['season'] 'the spring of class' >>> Spring.__dict__ dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, 'season': 'the spring of class', '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, '__doc__': None}) >>> Spring.season 'the spring of class' ~~~ Spring的类属性没有受到实例属性的影响。 按照前面的讲述类属性和实例熟悉的操作,如果这时候将前面的实例属性删除,会不会回到实例属性`s.__dict__`为空呢? ~~~ >>> del s.season >>> s.__dict__ {} >>> s.season 'the spring of class' ~~~ 果然打回原形。 当然,你可以定义其它名称的实例属性,它一样被存储到`__dict__`属性里面: ~~~ >>> s.lang = "python" >>> s.__dict__ {'lang': 'python'} >>> s.__dict__['lang'] 'python' ~~~ 诚然,这样做仅仅是更改了实例的`__dict__`内容,对`Spring.__dict__`无任何影响,也就是说通过`Spring.lang`或者`Spring.__dict__['lang']`是得不到上述结果的。 ~~~ >>> Spring.lang Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: type object 'Spring' has no attribute 'lang' >>> Spring.__dict__['lang'] Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> KeyError: 'lang' ~~~ 那么,如果这样操作,会怎样呢? ~~~ >>> Spring.flower = "peach" >>> Spring.__dict__ dict_proxy({'__module__': '__main__', 'flower': 'peach', 'season': 'the spring of class', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, '__doc__': None}) >>> Spring.__dict__['flower'] 'peach' ~~~ 在类的`__dict__`被更改了,类属性中增加了一个'flower'属性。但是,实例的`__dict__`中如何? ~~~ >>> s.__dict__ {'lang': 'python'} ~~~ 没有被修改。我也是这么想的,哈哈。你此前这这么觉得吗?然而,还能这样: ~~~ >>> s.flower 'peach' ~~~ 这个读者是否能解释?其实又回到了前面第一个出现`s.season`上面了。 通过上面探讨,是不是基本理解了实例和类的`__dict__`,并且也看到了属性的变化特点。特别是,这些属性都是可以动态变化的,就是你可以随时修改和增删。 属性如此,方法呢?下面就看看方法(类中的函数)。 ~~~ >>> class Spring(object): ... def tree(self, x): ... self.x = x ... return self.x ... >>> Spring.__dict__ dict_proxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Spring' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Spring' objects>, '__module__': '__main__', 'tree': <function tree at 0xb748fdf4>, '__doc__': None}) >>> Spring.__dict__['tree'] <function tree at 0xb748fdf4> ~~~ 结果跟前面讨论属性差不多,方法`tree`也在`__dict__`里面呢。 ~~~ >>> t = Spring() >>> t.__dict__ {} ~~~ 又跟前面一样。虽然建立了实例,但是在实例的`__dict__`中没有方法。接下来,执行: ~~~ >>> t.tree("xiangzhangshu") 'xiangzhangshu' ~~~ 在[类(3)](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/208.md)中有一部分内容阐述“数据流转”,其中有一张图,其中非常明确显示出,当用上面方式执行方法的时候,实例`t`与`self`建立了对应关系,两者是一个外一个内。在方法中`self.x = x`,将x的值给了self.x,也就是实例应该拥有了这么一个属性。 ~~~ >>> t.__dict__ {'x': 'xiangzhangshu'} ~~~ 果然如此。这也印证了实例`t`和`self`的关系,即实例方法(`t.tree('xiangzhangshu')`)的第一个参数(self,但没有写出来)绑定实例t,透过self.x来设定值,即给`t.__dict__`添加属性值。 换一个角度: ~~~ >>> class Spring(object): ... def tree(self, x): ... return x ... ~~~ 这回方法中没有将x赋值给self的属性,而是直接return,结果是: ~~~ >>> s = Spring() >>> s.tree("liushu") 'liushu' >>> s.__dict__ {} ~~~ 是不是理解更深入了? 现在需要对python中一个观点:“一切皆对象”,再深入领悟。以上不管是类还是的实例的属性和方法,都是符合`object.attribute`格式,并且属性类似。 当你看到这里的时候,要么明白了类和实例的`__dict__`的特点,要么就糊涂了。糊涂也不要紧,再将上面的重复一遍,特别是自己要敲一敲有关代码。(建议一个最好的方法:用两个显示器,一个显示器看本教程,另外一个显示器敲代码。事半功倍的效果。) 需要说明,我们对`__dict__`的探讨还留有一个尾巴:属性搜索路径。这个留在后面讲述。 不管是类还是实例,其属性都能随意增加。这点在有时候不是一件好事情,或许在某些时候你不希望别人增加属性。有办法吗?当然有,请继续学习。 ## [](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/212.md#__slots__)`__slots__` 首先声明,`__slots__`能够限制属性的定义,但是这不是它存在终极目标,它存在的终极目标更应该是一个在编程中非常重要的方面:**优化内存使用。** ~~~ >>> class Spring(object): ... __slots__ = ("tree", "flower") ... >>> dir(Spring) ['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slots__', '__str__', '__subclasshook__', 'flower', 'tree'] ~~~ 仔细看看`dir()`的结果,还有`__dict__`属性吗?没有了,的确没有了。也就是说`__slots__`把`__dict__`挤出去了,它进入了类的属性。 ~~~ >>> Spring.__slots__ ('tree', 'flower') ~~~ 这里可以看出,类Spring有且仅有两个属性。 ~~~ >>> t = Spring() >>> t.__slots__ ('tree', 'flower') ~~~ 实例化之后,实例的`__slots__`与类的完全一样,这跟前面的`__dict__`大不一样了。 ~~~ >>> Spring.tree = "liushu" ~~~ 通过类,先赋予一个属性值。然后,检验一下实例能否修改这个属性: ~~~ >>> t.tree = "guangyulan" Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Spring' object attribute 'tree' is read-only ~~~ 看来,我们的意图不能达成,报错信息中显示,`tree`这个属性是只读的,不能修改了。 ~~~ >>> t.tree 'liushu' ~~~ 因为前面已经通过类给这个属性赋值了。不能用实例属性来修改。只能: ~~~ >>> Spring.tree = "guangyulan" >>> t.tree 'guangyulan' ~~~ 用类属性修改。但是对于没有用类属性赋值的,可以通过实例属性: ~~~ >>> t.flower = "haitanghua" >>> t.flower 'haitanghua' ~~~ 但此时: ~~~ >>> Spring.flower <member 'flower' of 'Spring' objects> ~~~ 实例属性的值并没有传回到类属性,你也可以理解为新建立了一个同名的实例属性。如果再给类属性赋值,那么就会这样了: ~~~ >>> Spring.flower = "ziteng" >>> t.flower 'ziteng' ~~~ 当然,此时在给`t.flower`重新赋值,就会爆出跟前面一样的错误了。 ~~~ >>> t.water = "green" Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Spring' object has no attribute 'water' ~~~ 这里试图给实例新增一个属性,也失败了。 看来`__slots__`已经把实例属性牢牢地管控了起来,但更本质是的是优化了内存。诚然,这种优化会在大量的实例时候显出效果。