一切皆对象——Python面向对象：描述符（中）

本篇文章继续解释描述符的原理和应用。

回

顾

接着上篇文章的例子来看：

本例中，描述符定义时传入了被描述的属性名称，如。类在构建时，描述符是先于被执行的（因为是类属性）。之后在执行方法进行初始化时，描述符就开始起作用了，就开始调用进行赋值了：

当通过实例访问属性时，描述符的方法被调用，方法中将（也就是类的实例）的属性（也就是实例化描述符时传进来的属性名）返回。这里为什么要使用的方式返回属性而不使用点运算符呢？其一是因为属性名称是一个变量，所以需要通过特殊属性方式返回；更重要的原因是，使用点运算符就好像在中发生的事情一样，又一次调用了，之后又遇到了点运算符，又一次调用……最终，递归深度超出了Python最高限制，就会抛出异常，为属性赋值也是类似的道理：

另外一点在于，实例与类都定义了同名的属性。按照我们之前的看到例子来看，实例属性应当会优先于类的属性被返回：

而具有描述符的属性则会先调用描述符的方法，这说明点运算符操作针对描述符有一套特殊的处理方式，这一点我们在后续介绍。

为

何property是描述符

也可以充当实例到属性之间的桥梁，所不同的通常将类内的同名方法作为描述符的等特殊方法：

我们看到，正是作为类的属性而定义的。接收的三个参数（共需要4个参数，第四个是函数文档，这里忽略掉了）则分别对应着描述符的三个方法，我们可以利用普通的描述符写法来自己实现一个的功能，只需要在调用特殊方法时转而调用参数提供的方法即可：

的装饰器形式只是增加了一个语法糖，改变了接收三个参数的方式，其本质并没有变化，我们也可以为我们的增加装饰器功能：

这其中的机制是怎样的呢？我们一点点来看。首先我们知道装饰器语法糖其原理是给函数包装一层再返回，所以：

等价于：

相当于实例化了一个类，第一个参数（即）是函数，并返回了一个同名实例。经过第一个装饰器后，成为了一个实例，它只有一个属性，另外两个属性均为。之后，开始定义和。同样的道理：

等价于

等号右侧第一个是上面创建的实例，调用的是中定义的方法：

是实例本身，那么则返回的是类，而后面的语句相当于又实例化了一个新的实例并返回，所不同的是，这里的方法是传入的参数，而传入的参数正是上面等号右边第二个，也就是作用的方法。另外两个方法保持本身方法不变。这样，经过这个装饰器后，就拥有了和两个方法了。是相同的过程。作为描述符，自然需要，和三个方法，因为我们目的是在托管类内定义描述符的方法，所以这三个方法的内容就是直接调用，和即可。这样，一个同原生功能类似的描述符就创建完成了。

栗

子

我们再给出一个缓存的栗子，来加深对描述符的认识。假设我们有一个类，需要频繁做矩阵求逆（这里求逆矩阵我们利用实现）。而这个类中的矩阵可能改变，也可能不变。我们尝试将矩阵求逆的结果缓存上，当矩阵没有变化时，直接返回缓存的结果：

在类中定义的和重载了和两个运算符，便于矩阵比较。在描述符类中，我们通过判断矩阵是否变化了来决定是否更新缓存，缓存被存入了实例的中，由于采用更改了名字，所以描述符的访问不会被覆盖。结果我们看到，在第一次访问属性时，耗时约2.2556秒，第二次访问因为有了缓存，只用了0.006秒，相当于只读取了一个结果。第三次之前我们把矩阵改变了，结果自然需要重新计算逆矩阵，又耗时2.15067秒。有人可能会问，我为何不在类内部去实现这套缓存逻辑？原因其一在于利用描述符可以更好地分解类的功能，其二在于可以复用于任意的一元操作：

·END·

它不只是Python

人生苦短 大道至简