我的Python学习笔记（四）：动态添加属性和方法
一、动态语言相关概念
1.1 动态语言
- 在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构
- 可以在运行时引进新的函数、对象、甚至代码，可以删除已有的函数等其他结构上的变化
- 常见的动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang
1.2 动态类型语言
- 在运行期间检查数据类型的语言
- 数据类型不是在编译阶段决定的，而是把类型绑定延后到了运行阶段
- 常见的动态类型语言：Python、Ruby、Erlang、JavaScript、swift、PHP、Perl
1.3 强类型语言
- 一旦一个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制类型转换，那么它就永远是这个数据类型
- 常见的强类型语言：Java、C#、Python、Object-C、Ruby
Python是动态语言，动态类型语言，也是强类型语言。所以Python可以在运行时改变自身结构，动态添加/删除属性和方法。接下来将介绍Python如何动态添加属性和方法。
二、动态添加属性
2.1 添加对象属性
class Person(object): def __init__(self, newName, newAge): self.name = newName self.age = newAge zhangsan = Person("张三", 18) zhangsan.addr = "北京" # 类对象zhangsan动态添加对象属性addr print(zhangsan.name) # 张三 print(zhangsan.age) # 18 print(zhangsan.addr) # 北京 lisi = Person("李四", 28) print(lisi.name) # 李四 print(lisi.age) # 28 print(lisi.addr) # 'Person' object has no attribute 'addr'
由以上代码可知，Person类有两个属性：name和age。通过[对象名.属性名]给类对象zhangsan动态添加了对象属性addr，而Person的另一个类对象lisi却不能调用这个属性。
注：通过对象名添加的对象属性，只有这个对象能使用
2.2 添加类属性
class Person(object): def __init__(self, newName, newAge): self.name = newName self.age = newAge Person.addr = "北京" # 类Person动态添加类属性addr zhangsan = Person("张三", 18) print(zhangsan.name) # 张三 print(zhangsan.age) # 18 print(zhangsan.addr) # 北京 lisi = Person("李四", 28) print(lisi.name) # 李四 print(lisi.age) # 28 print(lisi.addr) # 北京
由以上代码可知，通过[类名.属性名]给类Person动态添加了类属性addr，Person的类对象zhangsan和lisi都能调用这个属性
注：通过类名添加的类属性，这个类的所有对象都能使用
三、动态添加方法
类中有三种方法，实例方法，静态方法和类方法，三种方法的区别如下：
- 实例方法：需要绑定要一个对象上，第一个参数默认使用self，会把对象作为第一个参数传递进来
- 静态方法：使用装饰器@staticmethod进行定义，类和对象都可以调用，不需要默认参数
- 类方法：使用装饰器@classmethod进行定义，类和对象都可以调用，第一个参数默认使用cls，会把类作为第一个参数传递进来
3.1 添加实例方法
import types class Person(object): def __init__(self, newName, newAge): self.name = newName self.age = newAge def eat(self): print("---正在吃---") def run(self): print("---正在跑---") zhangsan = Person("张三", 18) zhangsan.eat() # ---正在吃--- zhangsan.run = types.MethodType(run, zhangsan) # 类对象zhangsan动态添加对象方法run() zhangsan.run() # ---正在跑--- lisi = Person("李四", 28) lisi.eat() # ---正在吃--- lisi.run() # 'Person' object has no attribute 'run'
由以上代码可知，Person类有一个方法：eat()方法。通过[types.MethodType(方法名, 对象名)]给类对象zhangsan动态添加了对象方法run()，同理，Person的另一个类对象lisi不能调用这个方法
注：通过对象名添加的对象方法，只有这个对象能使用
3.2 添加静态方法
class Person(object): def __init__(self, newName, newAge): self.name = newName self.age = newAge def eat(self): print("---正在吃---") @staticmethod def staticRun(): print("---正在跑---") Person.staticRun = staticRun # 类Person动态添加静态方法staticRun() Person.staticRun() # ---正在跑--- zhangsan = Person("张三", 18) zhangsan.eat() # ---正在吃--- zhangsan.staticRun() # ---正在跑--- lisi = Person("李四", 28) lisi.eat() # ---正在吃--- lisi.staticRun() # ---正在跑---
由以上代码可知，通过[类名.静态方法名]给类Person动态添加了静态方法staticRun()，Person类的Person的类对象zhangsan和lisi都能调用这个方法
注：通过类名添加的静态方法，这个类及这个类的所有对象都能使用
3.3 添加类方法
class Person(object): def __init__(self, newName, newAge): self.name = newName self.age = newAge def eat(self): print("---正在吃---") @classmethod def classRun(cls): print("---正在跑---") Person.classRun = classRun # 类Person动态添加类方法classRun() Person.classRun() # ---正在跑--- zhangsan = Person("张三", 18) zhangsan.eat() # ---正在吃--- zhangsan.classRun() # ---正在跑--- lisi = Person("李四", 28) lisi.eat() # ---正在吃--- lisi.classRun() # ---正在跑---
由以上代码可知，通过[类名.类方法名]给类Person动态添加了类方法classRun()，Person类的Person的类对象zhangsan和lisi都能调用这个方法
注：通过类名添加的类方法，这个类及这个类的所有对象都能使用
四、__slots__的使用
通过以上内容，我们知道了如何动态的添加属性和方法。但是，如果我们想要限制class的属性该怎么办？例如：只允许Person实例添加name和age属性。为了达到这个目的，Python允许在定义class的时候，定义一个特殊变量__slots__来限制该class能添加的属性。
import types class Person(object): __slots__ = ("name", "age") # 定义__slots__ def __init__(self, newName, newAge): self.name = newName self.age = newAge def eat(self): print("---正在吃---") def run(self): print("---正在跑---") Person.num = 100 # 类Person动态添加类属性num zhangsan = Person("张三", 18) print(zhangsan.name) # 张三 print(zhangsan.age) # 18 print(zhangsan.num) # 100 zhangsan.eat() # ---正在吃--- zhangsan.addr = "北京" # 'Person' object has no attribute 'addr' zhangsan.run = types.MethodType(run, zhangsan) # 'Person' object has no attribute 'run'
通过以上代码可知，__slots__对Person类的动态添加没有限制，而Person类对象zhangsan不能再动态添加对象属性和方法。
对于__slot__有以下几个需要注意的地方：
- __slots__只对类对象进行限制，不对类进行限制
- __slots__不仅限制类对象的属性，还限制类对象的方法
- __slots__仅对当前类起作用，对继承的子类不起作用
- 在子类中定义__slots__，子类允许定义的属性就是自身的__slots__加上父类的__slots__
