详解Python装饰器之@property

一、property() 函数讲解

了解 @property 装饰器之前，我们首先要了解内置函数的 property()。

class property(fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None)

描述：

• 返回 property 属性。

参数说明：

• fget —— 获取属性值的函数。
• fset —— 设置属性值的函数。
• fdel —— 删除属性值函数。
• doc —— property 属性的文档字符串，如果没有给出 doc，则该 property 将拷贝 fget 的文档字符串（如果存在）。

返回值：

• property 属性。

注意：

在 3.5 版更改：特征属性对象的文档字符串现在是可写的。

首先我们要知道 property() 函数是用来干什么的？

• property() 函数是用来创建一个托管属性，对类中定义的属性进行托管操作的。

托管的哪些东西呢？

• 获取属性的值的方法、设置属性的值的方法、删除属性值的方法；
• property() 函数将类某个属性的以上三个方法托管给了新创建的托管属性，在类外通过对托管属性的直接操作，从而实现类中指定属性的访问、设置、删除。

在类外使用托管属性和直接使用指定的属性有什么区别呢？

• 当对属性的访问、设置、删除有过滤条件的时候，可以将过滤的条件放在类中的对应方法中，而在类外通过托管属性依旧可以以简洁的方式实现属性的访问、设置、删除。
• 也可以通过托管属性对类中的多个属性同时实现访问、设置、删除。
• 也许还有其他区别我展示没发现。

示例：一个典型的用法是定义一个托管属性 x。

class C:
    def __init__(self):
        self._x = None

    def getx(self):          # 定义一个方法 getx() 用来访问 _x
        return self._x

    def setx(self, value):   # 定义一个方法 setx() 用来设置 _x
        self._x = value

    def delx(self):          # 定义一个方法 delx() 用来删除 _x
        del self._x
        print("完成 _x 或 x 的删除！")

    x = property(getx, setx, delx, "x 是一个托管属性")     # 根据 property() 函数的特点创建一个托管属性 x

c = C()                # 创建一个实例对象 c
c.x = "王大头"         # 实例调用托管属性 x，对 x 赋值就是调用 setx() 方法
print(c.x)             # 实例调用托管属性 x，打印 x 就是调用 getx() 方法
print(C.x.__doc__)     # 类调用托管属性 x，调用 __doc__ 打印 x 的文档字符串
del c.x                # 删除托管属性 x，就是调用 delx() 方法

运行结果：

王大头
x 是一个托管属性
完成 _x 或 x 的删除！

二、@property 装饰器讲解

首先我们定义一个 C 类，在类中定义一个实例属性 score。

如果我们要访问或修改属性 score 时，可以直接在类外通过类的实例进行。如下：

class C:
    def __init__(self):
        self.score = 85          # 默认分数为 85

c = C()                          # 创建一个 C 类的实例 c
print(c.score)                   # 通过 C 类的实例对象 c，调用 score 属性来实现访问
c.score = 60                     # 通过 C 类的实例对象 c 直接修改属性 score
print(c.score)

运行结果：

85
60

我们发现普通的属性访问、修改、删除这样做是可以的，但是如果我们要在访问、修改、删除时增加过滤条件，那么这样操作显然是不行的。

我们还可以通过在类中定义的方法，在方法中添加过滤条件来实现属性的访问、修改、删除。在类外需要通过实例调用对应方法来实现，如下：

class C:
    def __init__(self):
        self.score = 85

    def get_score(self):                 # 定义一个方法 get_score() 用来获取分数
        if self.score < 60:
            return "你妹的，不及格！"
        else:
            return self.score

    def set_score(self, value):          # 定义一个方法 set_score() 用来输入分数
        if 0 <= value <= 100:
            self.score = value
        else:
            print(f"输入的值 {value} 超出范围 0~100 ！")

    def del_score(self):                 # 定义一个方法 del_score() 用来删除分数
        del self.score
        print("完成 score 属性的删除！")

c = C()
c.set_score(99)               # 通过实例对象调用 set_score() 方法来实现 score 属性的赋值或修改
print(c.get_score())          # 通过实例对象调用 get_score() 方法来实现 score 属性的访问
c.del_score()                 # 通过实例对象调用 del_score() 方法来实现 score 属性的删除

运行结果：

99
完成 score 属性的删除！

通过上节对 property() 了解，我们发现 property() 函数的参数 fget、fset、fdel 分别对应着 获取属性函数、设置属性函数 和 删除属性函数。如此以来我们就可以将 score 属性通过 property() 函数委托给 score_x，将 get_score()、set_score()、del_score() 方法分别传递给 fget、fset、fdel 参数。利用托管属性 score_x，我们可以以最简单的方式对属性实现有过滤条件访问、赋值、删除。如下：

class C:
    def __init__(self):
        self.score = 85

    def get_score(self):
        if self.score < 60:
            return "你妹的，不及格！"
        else:
            return self.score

    def set_score(self, value):
        if 0 <= value <= 100:
            self.score = value
        else:
            print(f"输入的值 {value} 超出范围 0~100 ！")

    def del_score(self):
        del self.score
        print("完成 score 属性的删除！")

    score_x = property(fget=get_score, fset=set_score, fdel=del_score, doc="score_x 是 score 的托管属性。")

c = C()
c.score_x = 45          # 直接使用实例对象调用 score_x 进行赋值，背后还是调用了方法实现了过滤
print(c.score_x)        # 获取 score_x 的值
del c.score_x           # 删除 score

运行结果：

你妹的，不及格！
完成 score 属性的删除

我们再来看看 property() 作为 装饰器 decorator来使用，@property 装饰器是将被装饰的方法转化为一个同名的只读的特征属性，被装饰方法的文档字符串就是装饰后同名属性的文档字符串：

class C:
    def __init__(self):
        self.score = 85

    @property
    def score_x(self):
        """score_x 就相当于一个 score 的托管属性。"""
        return self.score

c = C()
print(c.score_x)                  # score_x() 方法被转换为属性后，该属性的值就是方法的返回值
print(C.score_x.__doc__)          # 查看该属性的字符串文档
c.score_x = 90                    # 对 score_x 属性的修改失败，因为它是个只读属性

运行结果：

85
score_x 就相当于一个 score 的托管属性。
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\13160\Desktop\Python Exercise\011.py", line 14, in <module>
    c.score_x = 90
AttributeError: can't set attribute

我们发现这样使用 @property 装饰器装饰的方法，只是转变为了只读属性，不能修改也不能删除。这似乎好像与 property() 函数创建托管属性既可以访问又可以修改、删除有些不同。

我们要知道 @property 装饰器的本质是 property() 函数，所以被装饰的方法就相当于 property() 函数创建的托管属性。托管属性对象是具有相应的属性 fget，fset 和 fdel（访问、设置、删除），而被 @property 装饰器装饰的对象同样也具有对应的 getter，setter 以及 deleter 方法。所以要想被 @property 装饰器装饰的函数转换为属性后也可以实现设置、删除操作，可以做如下设置：

class C:
    def __init__(self):
        self.score = 85

    @property                           # @property 装饰器本身就相当于 getter 方法
    def score_x(self):
        if self.score < 60:
            return "你妹的，不及格！"
        else:
            return self.score

    @score_x.setter                     # 给 score_x 属性装饰 setter 方法
    def score_x(self, value):           # 附加方法与原始的特征属性相同的名称
        if 0 <= value <= 100:
            self.score = value
        else:
            print(f"输入的值 {value} 超出范围 0~100 ！")

    @score_x.deleter                    # 给 score_x 属性装饰 deleter 方法
    def score_x(self):                  # 附加方法与原始的特征属性相同的名称
        del self.score

c = C()
print(c.score_x)
c.score_x = 45
print(c.score_x)

运行结果：

85
你妹的，不及格！

通过上面 @property 装饰器的应用我们可以看出，它和直接使用 property() 函数创建委托属性其实没啥区别。

注意：

• @property 装饰的方法对应着 getter 方法，@score_x.setter 装饰的方法对应着 setter 方法，@score_x.deleter 装饰的方法对应着 deleter 方法；
• @property、@score_x.setter、@score_x.deleter 装饰的方法的方法名都要相同，这个方法名就相当于托管属性的名称

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