Python中的描述符

一、什么是描述符？

　　简单的说，首先要有一个实现了__get__()、__set__()、__delete__()中任意一种方法的新式类(Python  2.x版本默认旧式类，通过继承object为新式类),并且这个新式类的实例对象是另外一个类的属性，这个属性就被称之为描述符。

class MyDescriptor:
    def __get__(self, instance, owner):
        print('get called')
        return 'get'

    def __set__(self, instance, value):
        print('set called')

    def __delete__(self, instance):
        print('delete called')


class Foo:
    attr = MyDescriptor() # 描述符 

上面代码中Foo的属性attr是类MyDescriptor的实例化对象，MyDescriptor实现了__get__()、__set__()和__delete__()，那么attr就是成为了描述符，注意attr必须用类属性形式写。

二、描述符有什么用？

　　1.类型检查

　　由于Python是一个动态类型解释性语言，不像C/C++等静态编译型语言，数据类型在编译时便可以进行验证，而Python中必须添加额外的类型检查逻辑代码才能做到这一点，这就是描述符的初衷。比如，有一个测试类Test，其具有一个类属性name。

class Test(object):
    name = None

​ 　　正常情况下，name的值(其实应该是对象, name是引用)都应该是字符串，但是因为Python是动态类型语言，即使执行Test.name = 3，解释器也不会有任何异常。当然可以想到解决办法，就是提供一个getter，setter方法来统一读写name，读写前添加安全验证逻辑。

class Test(object):
    name = None

    @classmethod
    def get_name(cls):
        return cls.name

    @classmethod
    def set_name(cls, val):
        if isinstance(val, str):
            cls.name = val
        else:
            raise TypeError("Must be an string")

虽然以上代码勉强可以实现对属性赋值的类型检查，但是会导致类型定义的臃肿和逻辑的混乱，而描述符就恰好能解决这一问题。

 为name属性定义一个(数据)描述符类，其实现了__get__和__set__方法，代码如下：

class NameDes(object):
    def __init__(self):
        self.__name = None
    def  __get__(self, instance, owner):
        print('call __get__')
        return self.__name
    def  __set__(self, instance, value):
        print('call __set__')
        if  isinstance(value,str):
            self.__name = value
        else:
            raise TypeError("Must be an string")

当实例对象访问name属性时，就会调用__get__方法，打印name属性所需要的值，当使用实例对象对name属性进行修改或赋值时，则会调用__set__方法，这时只需要在set方法添加所需限制条件，就可以限制name属性的类型，弥补了python动态类型的缺陷。

　　 2.弥补property属性的缺陷

　　property属性和描述符有一个相似点，那就是都可以对属性进行限制操作(不了解的建议去补下property属性)

 　　代码如下：

class Student(object):

    def __init__(self, hight):
        self._hight = hight  # 单位cm

    @property
    def hight(self):
        return self._hight

    @hight.setter
    def hight(self, value):
        # 判断输入的类型
        if not isinstance(value, int):
            raise TypeError
        # 判断是否符合逻辑
        if value >= 300 or value < 0:
            raise ValueError
        # 进行修改
        self._hight = value

    @hight.deleter
    def hight(self):
        del self._hight


s01 = Student(175)

print(s01.hight)    # 175

s01.hight = 255
print(s01.hight)    # 255

s01.hight = "hello" # TypeError 类型错误

del s01.hight
print(s01.hight)

　　通过上述代码可以看出property属性也可以限制属性的修改赋值，但也发现，s01.hight看似调用的是hight这一实例属性，却是隐藏调用的getter/setter方法，看起来很臃肿。

　　对property来说，最大的缺点就是它们不能重复使用。

　　如果只是对一个属性进行限制的话，那么property属性用起来也没有多大问题，但如果同时需要限制多个属性时，就需要多组getter/setter/deleter方法来实现，极大的降低了代码的复用性。

　　这就是描述符所解决的问题。描述符是property的升级版，允许你为重复的property逻辑编写单独的类来处理。