python __getattr__ 巧妙应用

时间：2022-05-11 20:48:27
　　在 之前的文章有提到__getattr__函数的作用： 如果属性查找（attribute lookup）在实例以及对应的类中（通过__dict__)失败， 那么会调用到类的__getattr__函数, 如果没有定义这个函数，那么抛出AttributeError异常。由此可见，__getattr__一定是作用于属性查找的最后一步，兜底。
我们来看几个例子：
 
第一个例子，很简单但经典，可以像访问属性一样访问dict中的键值对。
　　 
 1 class ObjectDict(dict):
 2     def __init__(self, *args, **kwargs):
 3         super(ObjectDict, self).__init__(*args, **kwargs)
 4 
 5     def __getattr__(self, name):
 6         value =  self[name]
 7         if isinstance(value, dict):
 8             value = ObjectDict(value)
 9         return value
10 
11 if __name__ == '__main__':
12     od = ObjectDict(asf={'a': 1}, d=True)
13     print od.asf, od.asf.a     # {'a': 1} 1
14     print od.d                 # True

 

第二个例子，对象属性的lazy initialize。
 　　 
 1 class WidgetShowLazyLoad(object):
 2     def fetch_complex_attr(self, attrname):
 3         '''可能是比较耗时的操作， 比如从文件读取'''
 4         return attrname
 5 
 6     def __getattr__(self, name):
 7         if name not in self.__dict__:
 8              self.__dict__[name] = self.fetch_complex_attr(name) 
 9         return self.__dict__[name]
10 
11 if __name__ == '__main__':
12     w = WidgetShowLazyLoad()
13     print 'before', w.__dict__
14     w.lazy_loaded_attr
15     print 'after', w.__dict__
输出：
    before {}
    after {'lazy_loaded_attr': 'lazy_loaded_attr'}
 
可以看到，属性访问前对象中的__dict__没有任何元素，访问之后就有添加。
这个例子是类实例的属性的惰性初始化，bottle里面也有一个用descriptor实现类属性的惰性初始化。
　　 
import functools
class lazy_attribute(object):
    """ A property that caches itself to the class object. """

    def __init__(self, func):
        functools.update_wrapper(self, func, updated=[])
        self.getter = func

    def __get__(self, obj, cls):
        value = self.getter(cls)
        setattr(cls, self.__name__, value)
        return value

class Widget(object):
    @lazy_attribute
    def complex_attr_may_not_need(clz):
        print 'complex_attr_may_not_need is needed now'
        return sum(i*i for i in range(1000))

if __name__ == '__main__':
    print Widget.__dict__.get('complex_attr_may_not_need')  # <__main__.lazy_attribute object at 0x02B12450>
    Widget.complex_attr_may_not_need                        # complex_attr_may_not_need is needed now
    print Widget.__dict__.get('complex_attr_may_not_need')  # 332833500

 

第三个例子，我觉的是最实用的，__getattr__使得实现adapter wrapper模式非常容易，我们都知道“组合优于继承”，__getattr__实现的adapter就是以组合的形式。 
class adaptee(object):
    def foo(self):
        print 'foo in adaptee'
    def bar(self):
        print 'bar in adaptee'

class adapter(object):
    def __init__(self):
        self.adaptee = adaptee()

    def foo(self):
        print 'foo in adapter'
        self.adaptee.foo()

    def __getattr__(self, name):
        return getattr(self.adaptee, name)

if __name__ == '__main__':
    a = adapter()
    a.foo()
    a.bar()
如果adapter需要修改adaptee的行为，那么定义一个同名的属性就行了，其他的想直接“继承”的属性，通通交给__getattr__就行了
 
最后一个例子，是笔者在工作中实际用到__getattr__的例子。本质上和第三个例子差不多 
class AlgoImpA(object):
    def __init__(self):
        self.obj_attr = 'obj_attr in AlgoImpA'

    def foo(self):
        print 'foo in AlgoImpA'

    def bar(self):
        print 'bar in AlgoImpA'

class AlgoImpB(object):
    def __init__(self):
        self.obj_attr = 'obj_attr in AlgoImpB'

    def foo(self):
        print 'foo in AlgoImpB'

    def bar(self):
        print 'bar in AlgoImpB'

class Algo(object):
    def __init__(self):
        self.imp_a = AlgoImpA()
        self.imp_b = AlgoImpB()
        self.cur_imp = self.imp_a

    def switch_imp(self):
        if self.cur_imp == self.imp_a:
            self.cur_imp = self.imp_b
        else:
            self.cur_imp = self.imp_a

    def __str__(self):
        return 'Algo with imp %s' % str(self.cur_imp)


    def __getattr__(self, name):
        return getattr(self.cur_imp, name)


if __name__ == '__main__':
    algo = Algo()
    
    print algo
    print algo.obj_attr
    algo.foo()
    
    algo.switch_imp()
    
    print algo
    print algo.obj_attr
    algo.bar()
 输出：

Algo with imp <__main__.AlgoImpA object at 0x02AA2270>
obj_attr in AlgoImpA
foo in AlgoImpA
Algo with imp <__main__.AlgoImpB object at 0x02AA22B0>
obj_attr in AlgoImpB
bar in AlgoImpB

 

首先，Algo提供给使用者的接口应该尽量简单，因此应该使用algo.func, 而不是algo.cur_imp.func。其次，AlgoImpA和AlgoImpB都有很多的属性（泛指函数和数据属性），使用__getattr__能大幅简化代码。Why we use python，life is short。
 
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