在Python中，屬性自省是一種強(qiáng)大的特性，它允許我們在運(yùn)行時(shí)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(jié)合實(shí)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(qiáng)制性的，只是一種慣例，但它用于提示該屬性或方法應(yīng)該只在類內(nèi)部使用，而不應(yīng)該在外部直接訪問。

Python中的私有屬性具有以下特點(diǎn)：

• 私有屬性不能被外部直接訪問，但可以通過類內(nèi)部的方法間接地訪問。
• 在類內(nèi)部定義的方法可以訪問所有屬性，包括私有屬性，因?yàn)樗鼈兌荚谕粋€(gè)作用域內(nèi)。
• 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(shí)際上雙下劃線開頭的屬性被名稱重整了，即將屬性名轉(zhuǎn)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(diǎn)花，你非要點(diǎn)個(gè)海底撈一把梭哈！

總之，Python的私有屬性機(jī)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(jī)制只是一種建議性的規(guī)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(nèi)部狀態(tài)查看

在實(shí)際開發(fā)中，我們經(jīng)常需要查看對象的屬性和方法，以便理解其內(nèi)部狀態(tài)。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(gè)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(nèi)部狀態(tài)。

例如，我們定義了一個(gè)名為Person的類，其中包含name和age兩個(gè)屬性，以及一個(gè)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(jié)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(shí)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(shí)現(xiàn)。

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(jié)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(jié)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(shù)

除了訪問對象的__dict__屬性外，我們還可以使用dir()函數(shù)來查看對象的屬性和方法。

dir()函數(shù)返回一個(gè)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(nèi)置類型等。

例如，下面的代碼展示了如何使用dir()函數(shù)查看對象的屬性和方法：

print(dir(p1))

輸出結(jié)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(jié)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(rèn)情況下，Python 類的實(shí)例會(huì)使用一個(gè)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(huì)浪費(fèi)空間。特別是在創(chuàng)建大量實(shí)例時(shí)，這種空間消耗會(huì)變得更明顯。

為了解決這個(gè)問題，我們可以通過在類定義中使用__slots__來覆蓋默認(rèn)的__dict__行為。slots__是一個(gè)特殊屬性，它接受一個(gè)屬性名稱的序列，并且在每個(gè)實(shí)例中只為這些屬性保留足夠的空間來存儲屬性值。因?yàn)闆]有為每個(gè)實(shí)例創(chuàng)建__dict，所以可以節(jié)省空間。

class YongeGe:
    # 定義 __slots__屬性，讓類實(shí)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(huì)限制類實(shí)例的靈活性，不能動(dòng)態(tài)添加新的屬性，所以在使用這玩意的時(shí)候，要仔細(xì)想想要靈活還是要內(nèi)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(shí)例的屬性訪問行為。這些特殊方法可以控制屬性的獲取、設(shè)置和刪除操作。

• __getattribute__ 方法：獲取一個(gè)屬性時(shí)，Python 會(huì)首先調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)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(yīng)的值。

def __getattribute__(self, data):
    value = super().__getattribute__(data)
    return value

• setattr 方法：設(shè)置一個(gè)屬性時(shí)，Python 會(huì)調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)方法中自定義屬性的設(shè)置行為。例如，可以在方法中對屬性進(jìn)行類型檢查，然后使用 super().setattr() 方法設(shè)置屬性的值。 

def __setattr__(self, key, value):
    super().__setattr__(key, value)

• __delattr__ 方法：刪除一個(gè)屬性時(shí)，Python 會(huì)調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)方法中自定義屬性的刪除行為。例如，可以在方法中執(zhí)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(gè)不存在的屬性時(shí)，Python 會(huì)調(diào)用該方法。我們可以在這個(gè)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(rèn)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(zhí)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(huì)繼續(xù)執(zhí)行一次 __getattribute__
        else:
            return super().__getattribute__(name)

    def __setattr__(self, name, value):
        # 自定義設(shè)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(chuàng)建了一個(gè)名為 MyClass 的類，其中定義了 __getattribute__、__setattr__、

__delattr__ 和 __getattr__ 四個(gè)方法來自定義屬性訪問行為。通過在這些方法中編寫相應(yīng)的邏輯，我們可以控制屬性的獲取、設(shè)置和刪除操作，從而實(shí)現(xiàn)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(shí)例的屬性操作，滿足特定的需求，并增強(qiáng)代碼的可讀性和可維護(hù)性。

(5) 使用getattr()、setattr()和hasattr()函數(shù)

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(shù)來動(dòng)態(tài)地訪問和修改對象的屬性。

• getattr(obj, attr)函數(shù)用于獲取對象obj的屬性attr的值。
• setattr(obj, attr, value)函數(shù)用于設(shè)置對象obj的屬性attr的值為value。
• hasattr(obj, attr)函數(shù)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(shù)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(yùn)行時(shí)根據(jù)條件訪問或修改屬性的情況。

例如，我們可以通過調(diào)用getattr()函數(shù)來獲取對象的屬性值：

name_value = getattr(yongge, "name")
print(name_value)

輸出結(jié)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(shù)來設(shè)置對象的屬性值：

setattr(yongge, "age", 40)
print(yongge.age)

輸出結(jié)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(shè)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(shù)來檢查對象是否具有某個(gè)屬性：

has_money = hasattr(yongge, "money")
print(has_money)

輸出結(jié)果為：

True

使用hasattr(yongge, "money")檢查對象yongge是否具有money屬性，結(jié)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(jìn)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(diǎn)實(shí)際場景

假設(shè)我們正在開發(fā)一個(gè)電商網(wǎng)站，需要處理用戶購物車的相關(guān)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(gè)函數(shù)，用于計(jì)算購物車中商品的總價(jià)值。

定義一個(gè)User類，包含一個(gè)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(gè)calculate_cart_value()函數(shù)，用于計(jì)算購物車中商品的總價(jià)值。在函數(shù)內(nèi)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(jì)算總價(jià)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(gè)空字典。然后，我們使用sum(cart.values())來計(jì)算購物車中商品價(jià)格的總和。

下面是使用上述代碼的示例：

# 創(chuàng)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(jì)算購物車總價(jià)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(jì)算總價(jià)值。屬性自省還是挺重要的，面試也問得多，實(shí)在不會(huì)用也要背好飛機(jī)大炮的制作流程。但是這個(gè)玩意也不要濫用喲，頻繁動(dòng)態(tài)訪問，會(huì)有一定的性能開銷喲~