Python---14面向对象高级编程（__slots__&@property）

1、使用__slots__

正常状况下，当咱们定义了一个class，建立了一个class的实例后，咱们能够给该实例绑定任何属性和方法，这就是动态语言的灵活性。先定义class：

class Student(object):
    pass

而后，尝试给实例绑定一个属性：

>>> s = Student()
>>> s.name = 'Michael' # 动态给实例绑定一个属性
>>> print(s.name)
Michael

还能够尝试给实例绑定一个方法：

>>> def set_age(self, age): # 定义一个函数做为实例方法
...     self.age = age
...
>>> from types import MethodType
>>> s.set_age = MethodType(set_age, s) # 给实例绑定一个方法
>>> s.set_age(25) # 调用实例方法
>>> s.age # 测试结果
25

可是，给一个实例绑定的方法，对另外一个实例是不起做用的：

>>> s2 = Student() # 建立新的实例
>>> s2.set_age(25) # 尝试调用方法
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'set_age'

为了给全部实例都绑定方法，能够给class绑定方法：

>>> def set_score(self, score):
...     self.score = score
...
>>> Student.set_score = set_score

给class绑定方法后，全部实例都可调用：

>>> s.set_score(100)
>>> s.score
100
>>> s2.set_score(99)
>>> s2.score
99

一般状况下，上面的set_score方法能够直接定义在class中，但动态绑定容许咱们在程序运行的过程当中动态给class加上功能，这在静态语言中很难实现。

使用__slots__

可是，若是咱们想要限制实例的属性怎么办？好比，只容许对Student实例添加name和age属性。

为了达到限制的目的，Python容许在定义class的时候，定义一个特殊的__slots__变量，来限制该class实例能添加的属性：

class Student(object):
    __slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义容许绑定的属性名称

而后，咱们试试：

>>> s = Student() # 建立新的实例
>>> s.name = 'Michael' # 绑定属性'name'
>>> s.age = 25 # 绑定属性'age'
>>> s.score = 99 # 绑定属性'score'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'

因为'score'没有被放到__slots__中，因此不能绑定score属性，试图绑定score将获得AttributeError的错误。

使用__slots__要注意，__slots__定义的属性仅对当前类实例起做用，对继承的子类是不起做用的：

>>> class GraduateStudent(Student):
...     pass
...
>>> g = GraduateStudent()
>>> g.score = 9999

除非在子类中也定义__slots__，这样，子类实例容许定义的属性就是自身的__slots__加上父类的__slots__。

 2、使用@property

在绑定属性时，若是咱们直接把属性暴露出去，虽然写起来很简单，可是，没办法检查参数，致使能够把成绩随便改：

s = Student()
s.score = 9999

这显然不合逻辑。为了限制score的范围，能够经过一个set_score()方法来设置成绩，再经过一个get_score()来获取成绩，这样，在set_score()方法里，就能够检查参数：

class Student(object):

    def get_score(self):
         return self._score

    def set_score(self, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError('score must be an integer!')
        if value < 0 or value > 100:
            raise ValueError('score must between 0 ~ 100!')
        self._score = value

如今，对任意的Student实例进行操做，就不能为所欲为地设置score了：

>>> s = Student()
>>> s.set_score(60) # ok!
>>> s.get_score()
60
>>> s.set_score(9999)
Traceback (most recent call last):
  ...
ValueError: score must between 0 ~ 100!

可是，上面的调用方法又略显复杂，没有直接用属性这么直接简单。

 

有没有既能检查参数，又能够用相似属性这样简单的方式来访问类的变量呢？对于追求完美的Python程序员来讲，这是必需要作到的！

还记得装饰器（decorator）能够给函数动态加上功能吗？

对于类的方法，装饰器同样起做用。Python内置的@property装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的：

class Student(object):

    @property
    def score(self):
        return self._score

    @score.setter
    def score(self, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError('score must be an integer!')
        if value < 0 or value > 100:
            raise ValueError('score must between 0 ~ 100!')
        self._score = value

 

@property的实现比较复杂，咱们先考察如何使用。

把一个getter方法变成属性，只须要加上@property就能够了，此时，@property自己又建立了另外一个装饰器@score.setter，负责把一个setter方法变成属性赋值，因而，咱们就拥有一个可控的属性操做：

>>> s = Student()
>>> s.score = 60 # OK，实际转化为s.set_score(60)
>>> s.score # OK，实际转化为s.get_score()
60
>>> s.score = 9999
Traceback (most recent call last):
  ...
ValueError: score must between 0 ~ 100!

注意到这个神奇的@property，咱们在对实例属性操做的时候，就知道该属性极可能不是直接暴露的，而是经过getter和setter方法来实现的。

还能够定义只读属性，只定义getter方法，不定义setter方法就是一个只读属性：

class Student(object):

    @property
    def birth(self):
        return self._birth

    @birth.setter
    def birth(self, value):
        self._birth = value

    @property
    def age(self):
        return 2015 - self._birth

 

上面的birth是可读写属性，而age就是一个只读属性，由于age能够根据birth和当前时间计算出来。

小结

@property普遍应用在类的定义中，可让调用者写出简短的代码，同时保证对参数进行必要的检查，这样，程序运行时就减小了出错的可能性。