Cara menggunakan deskriptor dalam Python

Ikhtisar

Deskriptor ialah objek Python yang mentakrifkan operasi yang akan dilakukan apabila mengakses sifat objek lain. Melalui deskriptor, anda boleh melaksanakan pelbagai gelagat berbeza, seperti mengira sifat, menyimpan nilai harta benda dan mengawal akses harta benda. Gunakan deskriptor untuk menyesuaikan gelagat akses harta benda dan elakkan menulis kod pendua untuk setiap penggunaan harta benda.

Sebarang atribut kelas, termasuk atribut instance, atribut kelas dan atribut statik, boleh menggunakan deskriptor. Deskriptor dalam pengaturcaraan Python ialah ciri lanjutan yang sangat berguna untuk pengaturcara dengan pemahaman mendalam tentang bahasa Python dan kemahiran pengaturcaraan lanjutan.

Pelaksanaan

Deskriptor Python ditakrifkan dengan melaksanakan protokol deskriptor. Protokol deskriptor ialah sejenis protokol objek Python, yang mentakrifkan tiga kaedah: __get__(), __set__() dan __delete__().

Apabila penterjemah Python mengakses atribut sesuatu objek, ia akan terlebih dahulu menyemak sama ada atribut itu ialah deskriptor. Jika atribut ialah deskriptor, panggil kaedah __get__() untuk mendapatkan nilai atribut. Jika atribut bukan deskriptor, nilai atribut dikembalikan secara langsung.

Jika kita ingin menggunakan deskriptor Python untuk mengawal gelagat akses atribut, kita perlu melaksanakan sekurang-kurangnya satu daripada __get__(), __set__() dan __delete__() kaedah dalam protokol deskriptor. Berikut ialah penerangan terperinci kaedah ini:

__get__(self, instance, owner): digunakan untuk mendapatkan nilai atribut. Jika atribut yang diakses ialah contoh, parameter contoh ialah objek contoh dan parameter pemilik ialah objek kelas. Jika atribut yang diakses ialah kelas, parameter contoh ialah Tiada dan parameter pemilik ialah objek kelas.

__set__(self, instance, value): digunakan untuk menetapkan nilai atribut. Jika nilai atribut ditetapkan oleh contoh, parameter contoh ialah objek contoh dan parameter nilai ialah nilai yang akan ditetapkan. Jika nilai atribut ditetapkan oleh kelas, parameter contoh ialah Tiada dan parameter nilai ialah nilai yang akan ditetapkan.

__delete__(self, instance): digunakan untuk memadamkan nilai atribut. Jika nilai sifat yang dipadamkan ialah contoh, parameter contoh ialah objek contoh. Jika nilai sifat sedang dipadamkan daripada kelas, parameter contoh ialah Tiada.
Cara menggunakan deskriptor Python

Senario aplikasi

Deskriptor Python boleh digunakan dalam pelbagai senario, seperti mengira atribut, menyimpan cache nilai atribut dan melaksanakan kawalan akses atribut. Berikut adalah beberapa contoh menggunakan deskriptor Python.

Harta yang dikira

Harta terkira ialah sifat yang dikira daripada sifat lain. Sebagai contoh, menggunakan deskriptor anda boleh mencipta sifat terkira yang menambah dua sifat angka. Berikut ialah contoh kod yang melaksanakan sifat yang dikira:

class SumDescriptor:  
    def __init__(self, a, b):  
        self.a = a  
        self.b = b  
     
    def __get__(self, instance, owner):  
        return getattr(instance, self.a) + getattr(instance, self.b)  
     
class MyClass:  
    def __init__(self, a, b):  
        self.a = a  
        self.b = b  
        self.sum = SumDescriptor('a', 'b')

Dalam kod di atas, SumDescriptor ialah deskriptor yang menggunakan kaedah __get__() untuk mengira jumlah atribut a dan b. MyClass ialah kelas yang mengandungi sifat a dan b Ia juga mentakrifkan harta jumlah, yang merupakan contoh SumDescriptor.

Apabila kita mencipta contoh menggunakan MyClass, kita boleh mendapatkan jumlah atribut a dan b dengan mengakses atribut jumlah tanpa perlu mengiranya secara manual:

>>> obj = MyClass(1, 2)  
>>> obj.sum  
3

Caching nilai atribut

Satu lagi kegunaan biasa ialah menyimpan nilai harta benda. Menggunakan deskriptor membolehkan anda menyimpan cache nilai atribut, dengan itu meningkatkan prestasi program, terutamanya apabila nilai atribut adalah pengiraan perlahan atau sejumlah besar data. Berikut ialah contoh kod untuk caching nilai atribut:

class CachedProperty:  
    def __init__(self, func):  
        self.func = func  
        self.__name__ = func.__name__  
         
    def __get__(self, instance, owner):  
        if instance is None:  
            return self  
        value = self.func(instance)  
        setattr(instance, self.__name__, value)  
        return value  
  
class MyClass:  
    def __init__(self, data):  
        self._data = data  
         
    @CachedProperty  
    def processed_data(self):  
        # Perform some slow computation  
        result = ...  
        return result

Dalam kod di atas, CachedProperty ialah deskriptor yang menggunakan kaedah __get__() untuk cache nilai atribut. MyClass ialah kelas yang mengandungi atribut _data, yang mentakrifkan atribut processed_data yang menggunakan penghias @CachedProperty untuk melaksanakan caching. Apabila kita mengakses atribut processed_data, jika nilai atribut sudah wujud dalam cache, nilai cache akan dikembalikan terus. Jika tidak, nilai harta dikira dan disimpan dalam cache.

Melaksanakan kawalan akses atribut

Deskriptor juga boleh digunakan untuk melaksanakan kawalan akses atribut. Sebagai contoh, kita boleh menggunakan deskriptor untuk melumpuhkan pengubahsuaian pada harta. Berikut ialah contoh kod yang melaksanakan kawalan akses atribut:

class ReadOnlyDescriptor:  
    def __init__(self, value):  
        self.value = value  
         
    def __get__(self, instance, owner):  
        return self.value  
     
    def __set__(self, instance, value):  
        raise AttributeError("can't set attribute")  
  
class MyClass:  
    def __init__(self, data):  
        self._data = ReadOnlyDescriptor(data)

Dalam kod di atas, ReadOnlyDescriptor ialah deskriptor yang menggunakan kaedah __set__() untuk melarang pengubahsuaian atribut. MyClass ialah kelas yang mengandungi atribut _data, yang mentakrifkan atribut baca sahaja. Apabila kita cuba mengubah suai atribut _data, pengecualian AttributeError akan dilemparkan.

Kawalan akses atribut tersuai

Selain deskriptor asas yang diperkenalkan di atas, Python turut menyediakan property penghias, yang boleh digunakan untuk mentakrifkan kawalan akses atribut tersuai. Menggunakan penghias property, kita boleh menukar kaedah kepada sifat baca sahaja, sifat boleh tulis atau sifat baca tulis. Berikut ialah kod sampel untuk kawalan akses atribut tersuai:

class MyClass:  
    def __init__(self, value):  
        self._value = value  
         
    @property  
    def value(self):  
        return self._value  
     
    @value.setter  
    def value(self, new_value):  
        if new_value < 0:  
            raise ValueError("value must be non-negative")  
        self._value = new_value

在上面的代码中，value方法被转换为一个属性。@property装饰器将value方法转换为只读属性，@value.setter装饰器将value方法转换为可写属性。当我们尝试对value属性进行修改时，如果新值小于0，则引发ValueError异常。

Atas ialah kandungan terperinci Cara menggunakan deskriptor dalam Python. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!