Python中几种属性访问的区别

起步

python的提供一系列和属性访问有关的特殊方法： __get__ , __getattr__ , __getattribute__ , __getitem__ 。本文阐述它们的区别和用法。

属性的访问机制

一般情况下，属性访问的默认行为是从对象的字典中获取，并当获取不到时会沿着一定的查找链进行查找。例如 a.x 的查找链就是，从 a.__dict__['x'] ，然后是 type(a).__dict__['x'] ，再通过 type(a) 的基类开始查找。

若查找链都获取不到属性，则抛出 AttributeError 异常。

__getattr__ 方法

这个方法是当对象的属性不存在是调用。如果通过正常的机制能找到对象属性的话，不会调用 __getattr__ 方法。

class A:
    a = 1
    def __getattr__(self, item):
        print('__getattr__ call')
        return item

t = A()
print(t.a)
print(t.b)
# output
1
__getattr__ call
b

__getattribute__ 方法

这个方法会被无条件调用。不管属性存不存在。如果类中还定义了 __getattr__ ，则不会调用 __getattr__() 方法，除非在 __getattribute__ 方法中显示调用 __getattr__() 或者抛出了 AttributeError 。

class A:
    a = 1
    def __getattribute__(self, item):
        print('__getattribute__ call')
        raise AttributeError

    def __getattr__(self, item):
        print('__getattr__ call')
        return item

t = A()
print(t.a)
print(t.b)

所以一般情况下，为了保留 __getattr__ 的作用， __getattribute__() 方法中一般返回父类的同名方法：

def __getattribute__(self, item):
    return object.__getattribute__(self, item)

使用基类的方法来获取属性能避免在方法中出现无限递归的情况。

__get__ 方法

这个方法比较简单说明，它与前面的关系不大。

如果一个类中定义了 __get__() , __set__() 或 __delete__() 中的任何方法。则这个类的对象称为描述符。

class Descri(object):
    def __get__(self, obj, type=None):
        print("call get")

    def __set__(self, obj, value):
        print("call set")

class A(object):
    x = Descri()

a = A()
a.__dict__['x'] = 1  # 不会调用 __get__
a.x                  # 调用 __get__

如果查找的属性是在描述符对象中，则这个描述符会覆盖上文说的属性访问机制，体现在查找链的不同，而这个行文也会因为调用的不同而稍有不一样：

• 如果调用是对象实例(题目中的调用方式)， a.x 则转换为调用： 。 type(a).__dict__['x'].__get__(a, type(a))
• 如果调用的是类属性, A.x 则转换为： A.__dict__['x'].__get__(None, A)
• 其他情况见文末参考资料的文档

__getitem__ 方法

这个调用也属于无条件调用，这点与 __getattribute__ 一致。区别在于 __getitem__ 让类实例允许 [] 运算，可以这样理解：

• __getattribute__ 适用于所有 . 运算符；
• __getitem__ 适用于所有 [] 运算符。

class A(object):
    a = 1

    def __getitem__(self, item):
        print('__getitem__ call')
        return item

t = A()
print(t['a'])
print(t['b'])

如果仅仅想要对象能够通过 [] 获取对象属性可以简单的：

def __getitem(self, item):
    return object.__getattribute__(self, item)

总结

当这几个方法同时出现可能就会扰乱你了。我在网上看到一份示例还不错，稍微改了下：

class C(object):
    a = 'abc'

    def __getattribute__(self, *args, **kwargs):
        print("__getattribute__() is called")
        return object.__getattribute__(self, *args, **kwargs)

    #        return "haha"
    def __getattr__(self, name):
        print("__getattr__() is called ")
        return name + " from getattr"

    def __get__(self, instance, owner):
        print("__get__() is called", instance, owner)
        return self

    def __getitem__(self, item):
        print('__getitem__ call')
        return object.__getattribute__(self, item)

    def foo(self, x):
        print(x)

class C2(object):
    d = C()

if __name__ == '__main__':
    c = C()
    c2 = C2()
    print(c.a)
    print(c.zzzzzzzz)
    c2.d
    print(c2.d.a)
    print(c['a'])

可以结合输出慢慢理解，这里还没涉及继承关系呢。总之，每个以 __ get 为前缀的方法都是获取对象内部数据的钩子，名称不一样，用途也存在较大的差异，只有在实践中理解它们，才能真正掌握它们的用法。