首先通過一個例子來看一下本文中可能用到的對象和相關概念。
#coding:
?UTF-8
import sys
#
?模塊,sys指向這個模塊對象
import inspect
def foo():
pass #
?函數,foo指向這個函數對象
?
class Cat(object):
#
?類,Cat指向這個類對象
??? def __init__(self,
?name='kitty'):
??????? self.name
= name
??? def sayHi(self):
#
?實例方法,sayHi指向這個方法對象,使用類或實例.sayHi訪問
??????? print self.name,
'says
?Hi!' #
?訪問名為name的字段,使用實例.name訪問
?
cat
= Cat()
#
?cat是Cat類的實例對象
?
print Cat.sayHi
#
?使用類名訪問實例方法時,方法是未綁定的(unbound)
print cat.sayHi
#
?使用實例訪問實例方法時,方法是綁定的(bound)
有時候我們會碰到這樣的需求,需要執行對象的某個方法,或是需要對對象的某個字段賦值,而方法名或是字段名在編碼代碼時并不能確定,需要通過參數傳遞字符串的形式輸入。舉個具體的例子:當我們需要實現一個通用的DBM框架時,可能需要對數據對象的字段賦值,但我們無法預知用到這個框架的數據對象都有些什么字段,換言之,我們在寫框架的時候需要通過某種機制訪問未知的屬性。
這個機制被稱為反射(反過來讓對象告訴我們他是什么),或是自?。ㄗ寣ο笞约焊嬖V我們他是什么,好吧我承認括號里是我瞎掰的- -#),用于實現在運行時獲取未知對象的信息。反射是個很嚇唬人的名詞,聽起來高深莫測,在一般的編程語言里反射相對其他概念來說稍顯復雜,一般來說都是作為高級主題來講;但在Python中反射非常簡單,用起來幾乎感覺不到與其他的代碼有區別,使用反射獲取到的函數和方法可以像平常一樣加上括號直接調用,獲取到類后可以直接構造實例;不過獲取到的字段不能直接賦值,因為拿到的其實是另一個指向同一個地方的引用,賦值只能改變當前的這個引用而已。
1. 訪問對象的屬性
以下列出了幾個內建方法,可以用來檢查或是訪問對象的屬性。這些方法可以用于任意對象而不僅僅是例子中的Cat實例對象;Python中一切都是對象。
cat
= Cat('kitty')
?
print cat.name
#
?訪問實例屬性
cat.sayHi()
#
?調用實例方法
?
print dir(cat)
#
?獲取實例的屬性名,以列表形式返回
if hasattr(cat,
'name'):
#
?檢查實例是否有這個屬性
??? setattr(cat,
'name',
'tiger')
#
?same as: a.name = 'tiger'
print getattr(cat,
'name')
#
?same as: print a.name
?
getattr(cat,
'sayHi')()
#
?same as: cat.sayHi()
dir([obj]):
調用這個方法將返回包含obj大多數屬性名的列表(會有一些特殊的屬性不包含在內)。obj的默認值是當前的模塊對象。
hasattr(obj, attr):
這個方法用于檢查obj是否有一個名為attr的值的屬性,返回一個布爾值。
getattr(obj, attr):
調用這個方法將返回obj中名為attr值的屬性的值,例如如果attr為'bar',則返回obj.bar。
setattr(obj, attr, val):
調用這個方法將給obj的名為attr的值的屬性賦值為val。例如如果attr為'bar',則相當于obj.bar = val。
2. 訪問對象的元數據
當你對一個你構造的對象使用dir()時,可能會發現列表中的很多屬性并不是你定義的。這些屬性一般保存了對象的元數據,比如類的__name__屬性保存了類名。大部分這些屬性都可以修改,不過改動它們意義并不是很大;修改其中某些屬性如function.func_code還可能導致很難發現的問題,所以改改name什么的就好了,其他的屬性不要在不了解后果的情況下修改。
接下來列出特定對象的一些特殊屬性。另外,Python的文檔中有提到部分屬性不一定會一直提供,下文中將以紅色的星號*標記,使用前你可以先打開解釋器確認一下。
2.0. 準備工作:確定對象的類型
在types模塊中定義了全部的Python內置類型,結合內置方法isinstance()就可以確定對象的具體類型了。
isinstance(object, classinfo):
檢查object是不是classinfo中列舉出的類型,返回布爾值。classinfo可以是一個具體的類型,也可以是多個類型的元組或列表。
types模塊中僅僅定義了類型,而inspect模塊中封裝了很多檢查類型的方法,比直接使用types模塊更為輕松,所以這里不給出關于types的更多介紹,如有需要可以直接查看types模塊的文檔說明。本文第3節中介紹了inspect模塊。
2.1. 模塊(module)
__doc__:
文檔字符串。如果模塊沒有文檔,這個值是None。
*__name__:
始終是定義時的模塊名;即使你使用import .. as 為它取了別名,或是賦值給了另一個變量名。
*__dict__:
包含了模塊里可用的屬性名-屬性的字典;也就是可以使用模塊名.屬性名訪問的對象。
__file__:
包含了該模塊的文件路徑。需要注意的是內建的模塊沒有這個屬性,訪問它會拋出異常!
import fnmatch
?as m
print m.__doc__.splitlines()[0]
#
?Filename matching with shell patterns.
print m.__name__??????????????
#
?fnmatch
print m.__file__??????????????
#
?/usr/lib/python2.6/fnmatch.pyc
print m.__dict__.items()[0]???
#
?('fnmatchcase',
2.2. 類(class)
__doc__:
文檔字符串。如果類沒有文檔,這個值是None。
*__name__:
始終是定義時的類名。
*__dict__:
包含了類里可用的屬性名-屬性的字典;也就是可以使用類名.屬性名訪問的對象。
__module__:
包含該類的定義的模塊名;需要注意,是字符串形式的模塊名而不是模塊對象。
*__bases__:
直接父類對象的元組;但不包含繼承樹更上層的其他類,比如父類的父類。
print Cat.__doc__?????????
#
?None
print Cat.__name__????????
#
?Cat
print Cat.__module__??????
#
?__main__
print Cat.__bases__???????
#
?(
print Cat.__dict__????????
#
?{'__module__': '__main__', ...}
2.3. 實例(instance)
實例是指類實例化以后的對象。
*__dict__: 包含了可用的屬性名-屬性字典。
*__class__: 該實例的類對象。對于類Cat,cat.__class__ == Cat 為 True。
print cat.__dict__
print cat.__class__
print cat.__class__
== Cat
#
?True
?
2.4. 內建函數和方法(built-in functions and methods)
根據定義,內建的(built-in)模塊是指使用C寫的模塊,可以通過sys模塊的builtin_module_names字段查看都有哪些模塊是內建的。這些模塊中的函數和方法可以使用的屬性比較少,不過一般也不需要在代碼中查看它們的信息。
__doc__:
函數或方法的文檔。
__name__:
函數或方法定義時的名字。
__self__:
僅方法可用,如果是綁定的(bound),則指向調用該方法的類(如果是類方法)或實例(如果是實例方法),否則為None。
*__module__:
函數或方法所在的模塊名。
2.5. 函數(function)
這里特指非內建的函數。注意,在類中使用def定義的是方法,方法與函數雖然有相似的行為,但它們是不同的概念。
__doc__:
函數的文檔;另外也可以用屬性名func_doc。
__name__:
函數定義時的函數名;另外也可以用屬性名func_name。
*__module__:
包含該函數定義的模塊名;同樣注意,是模塊名而不是模塊對象。
*__dict__:
函數的可用屬性;另外也可以用屬性名func_dict。
不要忘了函數也是對象,可以使用函數.屬性名訪問屬性(賦值時如果屬性不存在將新增一個),或使用內置函數has/get/setattr()訪問。不過,在函數中保存屬性的意義并不大。
func_defaults:
這個屬性保存了函數的參數默認值元組;因為默認值總是靠后的參數才有,所以不使用字典的形式也是可以與參數對應上的。
func_code:
這個屬性指向一個該函數對應的code對象,code對象中定義了其他的一些特殊屬性,將在下文中另外介紹。
func_globals:
這個屬性指向定義函數時的全局命名空間。
*func_closure:
這個屬性僅當函數是一個閉包時有效,指向一個保存了所引用到的外部函數的變量cell的元組,如果該函數不是一個內部函數,則始終為None。這個屬性也是只讀的。
下面的代碼演示了func_closure:
#coding:
?UTF-8
def foo():
??? n
= 1
??? def bar():
??????? print n
#
?引用非全局的外部變量n,構造一個閉包
??? n
= 2
??? return bar
?
closure
= foo()
print closure.func_closure
#
?使用dir()得知cell對象有一個cell_contents屬性可以獲得值
print closure.func_closure[0].cell_contents
#
?2
由這個例子可以看到,遇到未知的對象使用dir()是一個很好的主意 :)
2.6. 方法(method)
方法雖然不是函數,但可以理解為在函數外面加了一層外殼;拿到方法里實際的函數以后,就可以使用2.5節的屬性了。
__doc__:
與函數相同。
__name__:
與函數相同。
*__module__:
與函數相同。
im_func:
使用這個屬性可以拿到方法里實際的函數對象的引用。另外如果是2.6以上的版本,還可以使用屬性名__func__。
im_self:
如果是綁定的(bound),則指向調用該方法的類(如果是類方法)或實例(如果是實例方法),否則為None。如果是2.6以上的版本,還可以使用屬性名__self__。
im_class:
實際調用該方法的類,或實際調用該方法的實例的類。注意不是方法的定義所在的類,如果有繼承關系的話。
im
= cat.sayHi
print im.im_func
print im.im_self
#
?cat
print im.im_class
#
?Cat
這里討論的是一般的實例方法,另外還有兩種特殊的方法分別是類方法(classmethod)和靜態方法(staticmethod)。類方法還是方法,不過因為需要使用類名調用,所以他始終是綁定的;而靜態方法可以看成是在類的命名空間里的函數(需要使用類名調用的函數),它只能使用函數的屬性,不能使用方法的屬性。
2.7. 生成器(generator)
生成器是調用一個生成器函數(generator function)返回的對象,多用于集合對象的迭代。
__iter__: 僅僅是一個可迭代的標記。
gi_code: 生成器對應的code對象。
gi_frame: 生成器對應的frame對象。
gi_running: 生成器函數是否在執行。生成器函數在yield以后、執行yield的下一行代碼前處于frozen狀態,此時這個屬性的值為0。
next|close|send|throw: 這是幾個可調用的方法,并不包含元數據信息,如何使用可以查看生成器的相關文檔。
def gen():
??? for n
in xrange(5):
??????? yield n
g
= gen()
print g???????????
#
?
print g.gi_code???
#
?
print g.gi_frame??
#
?
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