Python反射与自省学习

1.反射自省的概念

自省：自省就是能够获得自身的结构和方法，给开发者可以灵活的调用，给定一个对象，返回该对象的所有属性和函数列表，或给定对象和该对象的函数或者属性的名字，返回对象的函数或者属性实例。
反射就是通过字字符串的形式来操作对象或者模块的成员，一种基于字符串的事件驱动。

2.类与属性

类是对象的定义，而实例是真正的实物，它存放了类中所定义的对象的具体信息
类是现实世界的抽象的实体以编程形式出现，实例是这些对象的具体化
类属性：属性就是一个对象的数据或者函数元素

class MyNewClass: #所有的类需要至少一个继承，object是所有类的父类
    'define my new class for test' #类的文档，不能被子类继承，可以使用__doc__调出
    version = '1.0'  #类的数据属性
    def __init__(self):  #类似构造器，创建一个新对象时调用，self代表实例对象本身，调用方法时，解释器传给方法
        print('create a object')
    def in_class(self):  #方法，必须绑定到实例才能调用
        print('in class ')
    #申明与定义类同时进行  

myclass = MyNewClass() #实例化

create a object

MyNewClass.version  #访问类数据属性

'1.0'

myclass.version  #访问实例属性

'1.0'

MyNewClass.in_class()  #通过类不能调用方法

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-7-5c59b2c4c0c8> in <module>()
----> 1 MyNewClass.in_class()  #通过类不能调用方法


TypeError: in_class() missing 1 required positional argument: 'self'

myclass.in_class()  #通过实例进行方法调用

in class 

class MySubClass(MyNewClass):
    'This is my second Class for test'   #文档不能被子类继承
    version = '2.0'
    def __init__(self, num):   #重写__init__方法
        self.num = num
        print('create a sub class ')
    def num_is(self):         #为子类增加方法
        print('The num is %d' % self.num)

my_sub_class = MySubClass(123)  #子类实例化

create a sub class 

my_sub_class.num_is()   #子类方法调用

The num is 123

my_sub_class.in_class()  #访问父类方法

in class 

my_sub_class.version  #子类数据属性

'2.0'

dir()方法，没有参数，返回当前本地作用域中的名称列表。使用参数，尝试返回该对象的有效属性列表

dir(MyNewClass)   #通过dir()可以查看类的属性

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'in_class',
 'version']

object.__dict__用于存储对象（可写）属性的字典或其他映射对象,不是所有的对象都有__dict__属性。例如，如果你在一个类中添加了 __slots__属性，那么这个类的实例将不会拥有 __dict__ 属性，但是 dir() 仍然可以找到并列出它的实例所有有效属性

MyNewClass.__dict__  #类的属性

mappingproxy({'__dict__': <attribute '__dict__' of 'MyNewClass' objects>,
              '__doc__': 'define my new class for test',
              '__init__': <function __main__.MyNewClass.__init__>,
              '__module__': '__main__',
              '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'MyNewClass' objects>,
              'in_class': <function __main__.MyNewClass.in_class>,
              'version': '1.0'})

MyNewClass.__name__   #类名

'MyNewClass'

MyNewClass.__doc__    #查看文档

'define my new class for test'

MySubClass.__doc__

'This is my second Class for test'

MySubClass.__bases__     #查看类的父类的元组

(__main__.MyNewClass,)

MyNewClass.__bases__

(object,)

MyNewClass.__module__   #类定义所在的模块

'__main__'

 MyNewClass.__class__

type

2.实例与实例属性

如果说类是一种很数据结构定义类型，那么实例就是申明了这种类型的变量

__init__()构造器是最早可以设置实例属性的地方

class  MyClass (object):
        pass


mc = MyClass()
mc

<__main__.MyClass at 0x7fd26c503198>

如果定义了构造器，它不应返回任何对象，因为实例对象是自动在实例化调用后返回的。
__init__()就不应该返回任何对象，否则，就可能出现冲突，因为只能返回实例。

class MyClass(object):
    def __init__(self):
        print('Initialized')
    return 1

mc = MyClass()

  File "<ipython-input-29-8544d6773fc1>", line 4
    return 1
    ^
SyntaxError: 'return' outside function

实例属性

class C:
    pass

c = C()

c.foo = 'foo foo'

c.bar = 'bar bar'

dir(C)  #类属性

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__']

dir(c)   #实例属性

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'bar',
 'foo']

c.__dict__ 

{'bar': 'bar bar', 'foo': 'foo foo'}

class T:
    pass

t = T()

t.__dict__

{}

t.__class__

__main__.T

类属性和实例属性：类属性仅是与类相关的数据值，这些值可以像静态成员那样被引用，即使在多次实例化中调用类，他们的值都保持不变

class T(object):
    version = 1.0

t = T()  #实例化

T.version  #访问类属性

1.0

t.version  #访问实例属性

1.0

t.version = 2.0  #改变实例属性（实际上时床架了新的实例属性），而非类属性

t.version

2.0

T.version   #类属性没有改变

1.0

del t.version  #删除实例属性， 给一个与类属性同名的实例属性赋值，我们会有效的“隐藏”类属性，删除又重现

t.version

1.0

T.version = 3.0  #更新类属性

t.version   #实例访问，其值已经改变

3.0

但是在类属性可以改变的情况下，类属性可以通过实例改变

class Foo(object):
     x = {2003: 'poe2'}

foo = Foo()

foo.x

{2003: 'poe2'}

foo.x[2004] = 'valid path'   #通过实例改变

foo.x

{2003: 'poe2', 2004: 'valid path'}

Foo.x   #类属性已经改变

{2003: 'poe2', 2004: 'valid path'}

3.绑定和方法调用

方法仅仅是类内部定义的函数，这意味着方法时类属性而不是实例属性
任何方法定义的第一个参数都是变量self，它表示调用此方法的实例对象

非绑定方法：需要调用一个还没有任何实例的类中的一个方法

class Person(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def get_name(self):
        return('The name is %s' % self.name)

Person.get_name

<function __main__.Person.get_name>

Person.get_name()   #方法未绑定

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-66-257ab8eff3fa> in <module>()
----> 1 Person.get_name()   #方法未绑定


TypeError: get_name() missing 1 required positional argument: 'self'

Person.get_name(Person('zhang'))  #未绑定的方法必须使用一个Person实例作为第一个参数来调用

'The name is zhang'

p = Person('python')  #实例化绑定方法，使用实例调用，调用的实例被作为第一个参数被隐含的传递过去

print(p)

<__main__.Person object at 0x7fd26c505ac8>

4.内建函数

hasattr、getattr、setattr、delattr：对象是否有、取得、设置、删除某个属性

class TestAttr(object):
    def __init__(self):
        self.foo = 100

ta = TestAttr()

hasattr(ta, 'foo')  #判断是否具有'foo'属性

True

getattr(ta, 'foo')  #取得foo的值

100

getattr(ta, 'bar')  #取得bar的值，但是对象没有该值，抛出异常

---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-80-f6c57b29833a> in <module>()
----> 1 getattr(ta, 'bar')  #取得bar的值，但是对象没有该值，抛出异常


AttributeError: 'TestAttr' object has no attribute 'bar'

setattr(ta, 'bar', 100000)  #设置某个值

getattr(ta, 'bar')

100000

setattr(ta, 'my attr', 'Python Class Attr Function')

dir(ta)

['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'bar',
 'foo',
 'my attr']

delattr(ta, 'bar')  #删除某个值

delattr(ta, 'foo')

ta.__dict__

{'my attr': 'Python Class Attr Function'}