四、对象的描述器

一般来说，一个描述器是一个有“绑定行为”的对象属性 (object attribute)，它的访问控制被描述器协议方法重写。这些方法是 __get__(), __set__() , 和 __delete__() 。有这些方法的对象叫做描述器。

默认对属性的访问控制是从对象的字典里面 (__dict__) 中获取 (get) , 设置 (set) 和删除 (delete) 。举例来说， a.x 的查找顺序是, a.__dict__['x'] , 然后 type(a).__dict__['x'] , 然后找 type(a) 的父类 ( 不包括元类 (metaclass) ).如果查找到的值是一个描述器, Python 就会调用描述器的方法来重写默认的控制行为。这个重写发生在这个查找环节的哪里取决于定义了哪个描述器方法。注意, 只有在新式类中时描述器才会起作用。在之前的篇节中已经提到新式类和旧式类的，有兴趣可以查看之前的篇节来看看，至于新式类最大的特点就是所有类都继承自 type 或者 object 的类。

在面向对象编程时，如果一个类的属性有相互依赖的关系时，使用描述器来编写代码可以很巧妙的组织逻辑。在 Django 的 ORM 中,models.Model中的 InterField 等字段, 就是通过描述器来实现功能的。

我们先看下下面的例子：

  1. #!/usr/bin/env python3
  2. # -*- coding: UTF-8 -*-
  4. class User(object):
  5.     def __init__(self, name='两点水', sex='男'):
  6.         self.sex = sex
  7.         self.name = name
  9.     def __get__(self, obj, objtype):
  10.         print('获取 name 值')
  11.         return self.name
  13.     def __set__(self, obj, val):
  14.         print('设置 name 值')
  15.         self.name = val
  18. class MyClass(object):
  19.     x = User('两点水', '男')
  20.     y = 5
  23. if __name__ == '__main__':
  24.     m = MyClass()
  25.     print(m.x)
  27.     print('\n')
  29.     m.x = '三点水'
  30.     print(m.x)
  32.     print('\n')
  34.     print(m.x)
  36.     print('\n')
  38.     print(m.y)

输出的结果如下：

  1. 获取 name 值
  2. 两点水
  5. 设置 name 值
  6. 获取 name 值
  7. 三点水
  10. 获取 name 值
  11. 三点水
  14. 5

通过这个例子，可以很好的观察到这 __get__() 和 __set__() 这些方法的调用。

再看一个经典的例子

我们知道，距离既可以用单位”米”表示,也可以用单位”英尺”表示。 现在我们定义一个类来表示距离,它有两个属性: 米和英尺。

  1. #!/usr/bin/env python3
  2. # -*- coding: UTF-8 -*-
  5. class Meter(object):
  6.     def __init__(self, value=0.0):
  7.         self.value = float(value)
  9.     def __get__(self, instance, owner):
  10.         return self.value
  12.     def __set__(self, instance, value):
  13.         self.value = float(value)
  16. class Foot(object):
  17.     def __get__(self, instance, owner):
  18.         return instance.meter * 3.2808
  20.     def __set__(self, instance, value):
  21.         instance.meter = float(value) / 3.2808
  24. class Distance(object):
  25.     meter = Meter()
  26.     foot = Foot()
  29. if __name__ == '__main__':
  30.     d = Distance()
  31.     print(d.meter, d.foot)
  32.     d.meter = 1
  33.     print(d.meter, d.foot)
  34.     d.meter = 2
  35.     print(d.meter, d.foot)

输出的结果：

  1. 0.0 0.0
  2. 1.0 3.2808
  3. 2.0 6.5616

在上面例子中,在还没有对 Distance 的实例赋值前, 我们认为 meter 和 foot 应该是各自类的实例对象, 但是输出却是数值。这是因为 __get__ 发挥了作用.

我们只是修改了 meter ,并且将其赋值成为 int ，但 foot 也修改了。这是 __set__ 发挥了作用.

描述器对象 (Meter、Foot) 不能独立存在, 它需要被另一个所有者类 (Distance) 所持有。描述器对象可以访问到其拥有者实例的属性，比如例子中 Foot 的 instance.meter 。