python 类属性和对象属性--定义和作用域

类属性和对象属性定义

Python一切皆对象(object)，每个对象都可能有多个属性(attribute)。Python的属性有一套统一的管理方案。

对象的属性可能来自于其类定义，叫做类属性(class attribute)。类属性可能来自类定义自身，也可能根据类定义继承来的。

一个对象的属性还可能是该对象实例定义的，叫做对象属性(object attribute)。

对象的属性储存在对象的__dict__属性中。
dir() 返回的仅是对象的属性的一个名字类表，而__dict__返回的是一个字典，它的键（key）是属性名，键值（value）是相应的属性对象的数据值。

chicken类继承自bird类，而summer为chicken类的一个对象。

class bird(object):
    feather = True
 
class chicken(bird):
    fly = False
    def __init__(self, age):
        self.age = age

测试

summer = chicken(2)
 
>>> print(bird.__dict__)   类属性
{
    
    '__dict__': <attribute '__dict__' of 'bird' objects>, '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'bird' objects>, 'feather': True, '__doc__': None}
 
>>> print(chicken.__dict__) 类属性
{
    
    'fly': False, '__module__': '__main__', '__doc__': None, '__init__': <function __init__ at 0x2b91db476d70>}
 
>>> print(summer.__dict__)  对象属性
{
    
    'age': 2}

当我们有一个summer对象的时候，分别查询summer对象、chicken类、bird类以及object类的属性，就可以知道summer对象所有的__dict__，就可以找到通过对象summer可以调用和修改的所有属性了。下面两种属性修改方法等效：

summer.__dict__['age'] = 3
summer.age = 5

即时生成属性

同一个对象的不同属性之间可能存在依赖关系。当某个属性被修改时，我们希望依赖于该属性的其他属性也同时变化。这时，我们不能通过__dict__的方式来静态的储存属性。Python提供了多种即时生成属性的方法。其中一种称为特性(property)。特性是特殊的属性。比如我们为chicken类增加一个特性adult。当对象的age超过1时，adult为True；否则为False：

方案1 --> 稍显麻烦

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class chicken(bird):
    fly = False
    def __init__(self, age):
        self.age = age
    def getAdult(self):
        if self.age > 1.0: self.adult = True
        else: self.adult = False

获得adult对象属性的方法

>>> summer = chicken(2) #实例化
>>> summer.getAdult()    #调用getAdult()方法，给adult属性赋值
>>> summer.adult           #获取adult属性

方案2 --> 使用三元选择，实用性较低

class bird(object):
    feather = True
class chicken(bird):
    fly = False
    def __init__(self, age):
        self.age = age
        self.adult = True if self.age > 1.0 else False

获得adult对象属性的方法

>>> summer = chicken(2) #实例化
>>> summer.adult           #获取adult属性

方案3 使用property，实用性更强

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class bird(object):
    feather = True
  
class chicken(bird):
    fly = False
    def __init__(self, age):
        self.age = age
    def getAdult(self):
        if self.age > 1.0: return True
        else: return False
    adult = property(getAdult)

获得adult对象属性的方法

>>> summer = chicken(2) #实例化
>>> summer.adult        #获取adult属性

？？？？

class num(object):
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    def getNeg(self):
        return -self.value
    def setNeg(self, value):
        self.value = -value
    def delNeg(self):
        print("value also deleted")
        del self.value
    neg = property(getNeg, setNeg, delNeg, "I'm negative")
 
x = num(1.1)
print(x.neg)
x.neg = -22
print(x.value)
print(num.neg.__doc__)
del x.neg

上面的num为一个数字，而neg为一个特性，用来表示数字的负数。当一个数字确定的时候，它的负数总是确定的；而当我们修改一个数的负数时，它本身的值也应该变化。这两点由getNeg和setNeg来实现。而delNeg表示的是，如果删除特性neg，那么应该执行的操作是删除属性value。property()的最后一个参数(“I’m negative”)为特性negative的说明文档。

方案4 使用特殊方法__getattr__

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class bird(object):
    feather = True
class chicken(bird):
    fly = False
    def __init__(self, age):
        self.age = age
    def __getattr__(self, name):
        if name == 'adult':
            if self.age > 1.0: return True
            else: return False
        else: raise AttributeError(name)

每个特性需要有自己的处理函数，而__getattr__可以将所有的即时生成属性放在同一个函数中处理。__getattr__可以根据函数名区别处理不同的属性。比如上面我们查询属性名male的时候，raise AttributeError。

(Python中还有一个__getattribute__特殊方法，用于查询任意属性。__getattr__只能用来查询不在__dict__系统中的属性)

__setattr__(self, name, value)和__delattr__(self, name)可用于修改和删除属性。它们的应用面更广，可用于任意属性。

即时生成属性的其他方式

即时生成属性还可以使用其他的方式，比如descriptor(descriptor类实际上是property()函数的底层，property()实际上创建了一个该类的对象)。有兴趣可以进一步查阅。

类属性和对象属性的作用域

类属性：

公有属性，私有属性，内置属性

对象属性：

公有属性，私有属性，内置属性，方法变量，全局变量

根据属性不同，起作用范围也不同。如下为图示和说明：

在这里插入图片描述

class MyClass(object):
    """类公有属性：在类中使用self.var1调用，类外使MyClass.var1调用,
    也可以通过实例调用 instance.var1"""
    var1 = 'class public attr: var1'
    """类私有属性：在类中使用self.__var2调用, 类外使用
    MyClass._MyClass__var2调用，也可以通过实例调用instance._MyClass__var2"""
    __var2 = 'class private attr: __var2'
 
    def method(self):
        """在方法method内有效"""
        var3 = 'method local attr: var3'
        print(var3)
        """对象公有属性：方法调用后生效，在类内方法间通过self.var4调用，
        在类外通过instance.var4"""
        self.var4 = 'object public attr: self.var4'
        print(self.var4)
        """对象私有属性：方法调用后生效, 在方法间内通过self.__var5调用，
        类内其他方法不可调用，在类外通过instance.__var5"""
        self.__var5 = 'object private attr: self.__var5'
        print(self.__var5)
 
    def method2(self):
        print(self.var1)
        print(self.__var2)
        print(self.var4)
 
"""通过类调用类属性"""
>>> MyClass.var1
'class public attr: var1'
>>>　MyClass._MyClass__var2
'class private attr: __var2'
"""通过对象调用类属性"""
>>> obj = MyClass()
>>> obj.var1
'class public attr: var1'
>>> obj._MyClass__var2
'class private attr: __var2'
>>> obj.var4
'object public attr: self.var4'
>>> obj._MyClass__var5
'object private attr: self.__var5'

总结
__dict__分层存储属性。每一层的__dict__只存储该层新增的属性。子类不需要重复存储父类中的属性。

即时生成属性是值得了解的概念。在Python开发中，你有可能使用这种方法来更合理的管理对象的属性。

python 类属性和对象属性--定义和作用域

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