Python描述器descriptor详解

前面说了descriptor，这个东西其实和Java的setter，getter有点像。但这个descriptor和上文中我们开始提到的函数方法这些东西有什么关系呢？

所有的函数都可以是descriptor，因为它有__get__方法。

代码如下:

>>> def hello(): 
    pass 
>>> dir(hello) 
['__call__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '<span style="color: #ff0000;">__get__</span> 
', '__getattribute__',  
'__hash__', '__init__', '__module__', '__name__', '__new__',  
'__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__str__', 'func_closure',  
'func_code', 'func_defaults', 'func_dict', 'func_doc', 'func_globals', 'func_name'] 
>>>

注意，函数对象没有__set__和__del__方法，所以它是个non-data descriptor.

方法其实也是函数，如下：

代码如下:

>>> class T(object): 
    def hello(self): 
        pass 
>>> T.__dict__['hello'] 
<function hello at 0x00CD7EB0> 
>>>

或者，我们可以把方法看成特殊的函数，只是它们存在于类 中，获取函数属性时，返回的不是函数本身(比如上面的<function hello at 0x00CD7EB0>)，而是返回函数的__get__方法的返回值，接着上面类T的定义：

>>> T.hello   获取T的hello属性，根据查找策略，从T的__dict__中找到了，找到的是<function hello at 0x00CD7EB0>，但不会直接返回<function hello at 0x00CD7EB0>，因为它有__get__方法，所以返回的是调用它的__get__(None, T)的结果：一个unbound方法。

<unbound method T.hello>
>>> f = T.__dict__['hello']   #直接从T的__dict__中获取hello，不会执行查找策略，直接返回了<function hello at 0x00CD7EB0>

代码如下:

>>> f
<function hello at 0x00CD7EB0>
>>> t = T()                
>>> t.hello                     #从实例获取属性，返回的是调用<function hello at 0x00CD7EB0>的__get__(t, T)的结果：一个bound方法。

代码如下:

<bound method T.hello of <__main__.T object at 0x00CDAD10>>
>>>

为了证实我们上面的说法，在继续下面的代码(f还是上面的<function hello at 0x00CD7EB0>)：

代码如下:

>>> f.__get__(None, T) 
<unbound method T.hello> 
>>> f.__get__(t, T) 
<bound method T.hello of <__main__.T object at 0x00CDAD10>>

好极了！

总结一下：

1.所有的函数都有__get__方法

2.当函数位于类的__dict__中时，这个函数可以认为是个方法，通过类或实例获取该函数时，返回的不是函数本身，而是它的__get__方法返回值。

我承认我可能误导你认为方法就是函数，是特殊的函数。其实方法和函数还是有区别的，准确的说：方法就是方法，函数就是函数。

代码如下:

>>> type(f) 
<type 'function'> 
>>> type(t.hello) 
<type 'instancemethod'> 
>>> type(T.hello) 
<type 'instancemethod'> 
>>>

函数是function类型的，method是instancemethod(这是普通的实例方法，后面会提到classmethod和staticmethod)。

关于unbound method和bound method，再多说两句。在c实现中，它们是同一个对象(它们都是instancemethod类型的)，我们先看看它们里面到底是什么

代码如下:

>>> dir(t.hello) 
['__call__', '__class__', '__cmp__', '__delattr__', '__doc__', '__get__', '__getattribute__',  
'__hash__', '__init__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__',  
'__str__', 'im_class', 'im_func', 'im_self']

__call__说明它们是个可调用对象，而且我们还可以猜测，这个__call__的实现应该大致是：转调另外一个函数(我们期望的哪个，比如上面的hello)，并以对象作为第一参数。

要 注意的是im_class,im_func,im_self。这几个东西我们并不陌生，在t.hello里，它们分别代表T,hello(这里是存储在 T.__dict__里的函数hello)和t。有了这些我们可以大致想象如何纯Python实现一个instancemethod了:)。

其实还有几个内建函数都和descriptor有关，下面简单说说。

classmethod

classmethod能将一个函数转换成类方法，类方法的第一个隐含参数是类本身 (普通方法的第一个隐含参数是实例本身)，类方法即可从类调用，也可以从实例调用(普通方法只能从实例调用)。

代码如下:

>>> class T(object): 
    def hello(cls): 
        print 'hello', cls 
    hello = classmethod(hello)   #两个作用：把hello装换成类方法，同时隐藏作为普通方法的hello  
>>> t = T() 
>>> t.hello() 
hello <class '__main__.T'> 
>>> T.hello() 
hello <class '__main__.T'> 
>>>

注意：classmethod是个类，不是函数。classmethod类有__get__方法，所以，上面的t.hello和T.hello获得实际上是classmethod的__get__方法返回值

代码如下:

>>> t.hello 
<bound method type.hello of <class '__main__.T'>> 
>>> type(t.hello) 
<type 'instancemethod'> 
>>> T.hello 
<bound method type.hello of <class '__main__.T'>> 
>>> type(T.hello) 
<type 'instancemethod'> 
>>>

从 上面可以看出，t.hello和T.hello是instancemethod类型的，而且是绑定在T上的。也就是说classmethod的 __get__方法返回了一个instancemethod对象。从前面对instancemethod的分析上，我们应该可以推断：t.hello的 im_self是T，im_class是type(T是type的实例)，im_func是函数hello

代码如下:

>>> t.hello.im_self 
<class '__main__.T'> 
>>> t.hello.im_class 
<type 'type'> 
>>> t.hello.im_func 
<function hello at 0x011A40B0> 
>>>

完全一致！所以实现一个纯Python的classmethod也不难:)

staticmethod

staticmethod能将一个函数转换成静态方法，静态方法没有隐含的第一个参数。

代码如下:

class T(object): 
    def hello(): 
        print 'hello' 
    hello = staticmethod(hello)     
>>> T.hello()   #没有隐含的第一个参数 
hello 
>>> T.hello 
<function hello at 0x011A4270> 
>>>

T.hello直接返回了一个函数。猜想staticmethod类的__get__方法应该是直接返回了对象本身。

还有一个property，和上面两个差不多，它是个data descriptor。