Python屬性自?。荷钊肓私鈱傩栽L問與限制
在Python中，屬性自省是一種強大的特性，它允許我們在運行時檢查和操作對象的屬性。在本文中，我們將探討Python中的屬性自省，并結合實際場景和代碼來展示其用法。
1. 私有屬性與訪問限制
Python中的私有屬性是指以下劃線開頭的變量或方法，例如 _name 或 _method()。盡管這種命名約定并非強制性的，只是一種慣例，但它用于提示該屬性或方法應該只在類內部使用，而不應該在外部直接訪問。
Python中的私有屬性具有以下特點：
- 私有屬性不能被外部直接訪問，但可以通過類內部的方法間接地訪問。
- 在類內部定義的方法可以訪問所有屬性，包括私有屬性，因為它們都在同一個作用域內。
- 子類無法繼承父類的私有屬性，但可以通過公有方法來訪問父類的私有屬性。
接下來勇哥帶你探討如何訪問和修改私有屬性：
class YongeGe:
name= '勇哥' # 普通屬性
_ager = 100 # 普通屬性
__money = 109 # 私有屬性
__money_empty__ = 1 # 不推薦做法
yongge = YongeGe()
print(yongge .name) # 輸出: 勇哥
print(yongge ._ager ) # 輸出: 100
print(yongge ._YongeGe__money ) # 輸出: 109
print(yongge .__money_empty__ ) # 輸出: 1
print(yongge .__money ) # 輸出: AttributeError: 'YongeGe' object has no attribute '__money'很明顯看到 Python 中沒有真正的私有屬性，實際上雙下劃線開頭的屬性被名稱重整了，即將屬性名轉換為 _ClassName__name的形式，使其難以在外部被訪問。通過_YongGe__money可以間接訪問私有屬性__money 。但是一般不要用，就比如你爹告訴你剩100塊了，要省點花，你非要點個海底撈一把梭哈！
總之，Python的私有屬性機制主要基于命名約定，其作用是限制屬性的可見性和訪問性，從而提高代碼的封裝性和安全性。然而，需要注意的是，這種機制只是一種建議性的規范，并不能完全避免私有屬性被訪問的可能性。
2. 屬性自省與對象內部狀態查看
在實際開發中，我們經常需要查看對象的屬性和方法，以便理解其內部狀態。Python提供了幾種屬性自省的方法，使我們能夠方便地檢查對象的屬性。
(1) 使用__dict__屬性
__dict__是對象的一個屬性，它包含了對象的所有屬性和方法。通過訪問__dict__，我們可以查看對象的內部狀態。
例如，我們定義了一個名為Person的類，其中包含name和age兩個屬性，以及一個say_hello方法。下面的代碼展示了如何通過訪問__dict__來查看對象的屬性和方法：
class YongeGe:
def __init__(self, name, money):
self.name = name
self.money= money
def money(self):
print(f"Hello, my name is {self.name}.I have {self.money} dollar ")
yongge = YongeGe("勇哥", "10")
yongge .money= "1010"
yongge .__dict__["age"] = "18"輸出結果為：
{'name': '勇哥', 'money': '1010', 'age': '18'}我們可以看到對象yongge的屬性和方法，包括name、age、money以及money方法。
需要注意的是，實例對象的__dict__屬性只能訪問和修改其自身的屬性和方法，而無法訪問其所屬類的屬性和方法。如果需要訪問類的屬性和方法，可以通過類的__dict__屬性來實現。
例如，我們可以通過訪問Person.__dict__來查看類Person的所有屬性和方法：
print(yongge .__dict__)輸出結果為：
{'__module__': '__main__', '__init__': <function YongeGe.__init__ at 0x0000017E50B9C5E0>, 'money': <function YongeGe.money at 0x0000017E50BBADC0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'YongeGe' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'YongeGe' objects>, '__doc__': None}上述輸出結果中，除了__init__、say_hello和__dict__之外，還包括其他一些特殊屬性和方法。通過查看類的__dict__，我們可以獲取到類的所有成員。
(2) 使用dir()函數
除了訪問對象的__dict__屬性外，我們還可以使用dir()函數來查看對象的屬性和方法。
dir()函數返回一個包含對象所有屬性和方法名稱的列表。它不僅可以用于普通對象，還可以用于模塊、類和內置類型等。
例如，下面的代碼展示了如何使用dir()函數查看對象的屬性和方法：
print(dir(p1))輸出結果為：
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__
str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'gender', 'hometown', 'name', 'say_hello']從輸出結果中，我們可以看到對象p1的屬性和方法的名稱列表。
(3) 使用__slots__ 屬性
在默認情況下，Python 類的實例會使用一個字典來存儲它們的屬性。這種方式對于屬性很少的對象來說可能會浪費空間。特別是在創建大量實例時，這種空間消耗會變得更明顯。
為了解決這個問題，我們可以通過在類定義中使用__slots__來覆蓋默認的__dict__行為。slots__是一個特殊屬性，它接受一個屬性名稱的序列，并且在每個實例中只為這些屬性保留足夠的空間來存儲屬性值。因為沒有為每個實例創建__dict，所以可以節省空間。
class YongeGe:
# 定義 __slots__屬性，讓類實例只能綁定 __slots__中指定的屬性，且不能添加其他屬性
__slots__ = ('name', 'money')
def __init__(self, name_, money_):
self.name = name_
self.money = money_
if __name__ == '__main__':
yongge = YongeGe('勇哥', 100)
print(yongge.name)
setattr(yongge, 'new_attr', 100) # 輸出：AttributeError: 'YongeGe' object has no attribute 'new_attr'從上面的代碼可以看到，在類中綁定了__slots__后，會限制類實例的靈活性，不能動態添加新的屬性，所以在使用這玩意的時候，要仔細想想要靈活還是要內存？
(4) 自定義屬性訪問
還可以通過定義一些特殊方法來自定義類實例的屬性訪問行為。這些特殊方法可以控制屬性的獲取、設置和刪除操作。
- __getattribute__ 方法：獲取一個屬性時，Python 會首先調用該方法。我們可以在這個方法中自定義屬性的獲取行為。例如，可以在方法中檢查屬性是否存在，并返回相應的值。
def __getattribute__(self, data):
value = super().__getattribute__(data)
return value- setattr 方法：設置一個屬性時，Python 會調用該方法。我們可以在這個方法中自定義屬性的設置行為。例如，可以在方法中對屬性進行類型檢查，然后使用 super().setattr() 方法設置屬性的值。
def __setattr__(self, key, value):
super().__setattr__(key, value)- __delattr__ 方法：刪除一個屬性時，Python 會調用該方法。我們可以在這個方法中自定義屬性的刪除行為。例如，可以在方法中執行一些清理操作或拋出異常。
def __delattr__(self, item):
super().__delattr__(item)- __getattr__ 方法：獲取一個不存在的屬性時，Python 會調用該方法。我們可以在這個方法中自定義對不存在屬性的處理邏輯。例如，可以返回默認值或者拋出異常。
def __getattr__(self, item):
pass以上是一些常用的自定義屬性訪問的方法。瞧瞧下面語句的執行順序：
class MyClass:
def __init__(self):
self._data = {}
def __getattribute__(self, name):
# 自定義獲取屬性的行為
if name == 'attribute1':
return 'Custom Value'
elif name == 'attribute2':
return self._data[name] # 注意，這里會繼續執行一次 __getattribute__
else:
return super().__getattribute__(name)
def __setattr__(self, name, value):
# 自定義設置屬性的行為
if name == 'attribute2':
print("__setattr__", name, value)
self._data[name] = value + 10
else:
super().__setattr__(name, value)
def __delattr__(self, name):
# 自定義刪除屬性的行為
if name == 'attribute3':
self._data.pop(name, None)
else:
super().__delattr__(name)
def __getattr__(self, name):
# 處理不存在的屬性
return f'Attribute "{name}" does not exist.'
if __name__ == '__main__':
obj = MyClass()
obj.attribute2 = 5
res = obj.attribute2
print(res) # 輸出: __setattr__ attribute2 5 ；15
print(obj.attribute1) # 輸出: Custom Value
del obj.attribute3
print(obj.attribute3) # 輸出: Attribute "attribute3" does not exist.在上面的示例中，我們創建了一個名為 MyClass 的類，其中定義了 __getattribute__、__setattr__、
__delattr__ 和 __getattr__ 四個方法來自定義屬性訪問行為。通過在這些方法中編寫相應的邏輯，我們可以控制屬性的獲取、設置和刪除操作，從而實現自定義的屬性訪問行為。
通過自定義屬性訪問，我們可以更靈活地控制類實例的屬性操作，滿足特定的需求，并增強代碼的可讀性和可維護性。
(5) 使用getattr()、setattr()和hasattr()函數
除了查看對象的屬性和方法外，我們還可以使用getattr()、setattr()和hasattr()函數來動態地訪問和修改對象的屬性。
- getattr(obj, attr)函數用于獲取對象obj的屬性attr的值。
- setattr(obj, attr, value)函數用于設置對象obj的屬性attr的值為value。
- hasattr(obj, attr)函數用于檢查對象obj是否具有屬性attr，如果有返回True，否則返回False。
這些函數提供了一種靈活的方式來操作對象的屬性，特別適用于需要在運行時根據條件訪問或修改屬性的情況。
例如，我們可以通過調用getattr()函數來獲取對象的屬性值：
name_value = getattr(yongge, "name")
print(name_value)輸出結果為：
勇哥上述代碼中，我們使用getattr(yongge, "name")來獲取對象p1的name屬性的值。
類似地，我們可以使用setattr()函數來設置對象的屬性值：
setattr(yongge, "age", 40)
print(yongge.age)輸出結果為：
40上述代碼中，我們使用setattr(yongge, "age", 40)將對象yongge的age屬性值設置為30，然后再次打印yongge.age，可以看到屬性值已被修改。
另外，我們還可以使用hasattr()函數來檢查對象是否具有某個屬性：
has_money = hasattr(yongge, "money")
print(has_money)輸出結果為：
True使用hasattr(yongge, "money")檢查對象yongge是否具有money屬性，結果為True，說明對象具有該屬性。
通過上述幾種方法，我們可以方便地進行屬性自省，查看和修改對象的屬性，從而更好地理解和操作代碼。
3. 來點實際場景
假設我們正在開發一個電商網站，需要處理用戶購物車的相關邏輯。購物車中的商品信息以字典的形式存儲在用戶對象的屬性中。我們需要編寫一個函數，用于計算購物車中商品的總價值。
定義一個User類，包含一個cart屬性用于存儲購物車中的商品信息：
class User:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.cart = {}
def add_to_cart(self, item, price):
self.cart[item] = price定義一個calculate_cart_value()函數，用于計算購物車中商品的總價值。在函數內部，我們可以通過屬性自省來獲取購物車中的商品信息，并計算總價值：
def calculate_cart_value(user):
cart = user.__dict__.get("cart", {})
total_value = sum(cart.values())
return total_value在上述代碼中，我們使用user.__dict__.get("cart", {})來獲取購物車信息，如果用戶對象中不存在cart屬性，則返回一個空字典。然后，我們使用sum(cart.values())來計算購物車中商品價格的總和。
下面是使用上述代碼的示例：
# 創建用戶對象
user = User("勇哥")
# 添加商品到購物車
user.add_to_cart("apple", 10)
user.add_to_cart("banana", 5)
user.add_to_cart("orange", 8)
# 計算購物車總價值
total_value = calculate_cart_value(user)
print(total_value) # 輸出: 23通過使用屬性自省，我們可以方便地訪問購物車信息，并計算總價值。屬性自省還是挺重要的，面試也問得多，實在不會用也要背好飛機大炮的制作流程。但是這個玩意也不要濫用喲，頻繁動態訪問，會有一定的性能開銷喲~
