Python--动态为类增加属性的几种方式总结

前言:

Python是一门动态强类型语言，想要实现为类增添属性有好几种方式，本篇博客就此做一个简单的总结。

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在总结之前，让我们先来看看python的反射

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反射概述：

运行时，区别于编译时，指的是程序被加载到内存中执行的时候。
反射，reflection，指的是运行时获取类型定义信息。
一个对象能够在运行时，像照镜子一样，反射出其类型信息。

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简单说，在Python中，能够通过一个对象，找出其type、class、attribute 或 method的能力，称为反射或者自省。

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具有反射能力的函数有 type()、isinstance()、calladle()、getattr()等

反射相关的函数及方法：

需求：
有一个Point类，需要查看它实例的属性，并修改它。动态为实例添加属性
思考：

1. 首先我们要访问到这个实例的属性，可以通过实例的字典，或者成员操作符来进行访问
2. 第二步修改，因为Python是动态强类型语言，所以我们只需要直接进行赋值即可进行修改

代码：

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "Point({},{})".format(self.x, self.y)

    def show(self):
        print(self.x, self.y)


p1 = Point(3, 4)
print(p1)
print(p1.__dict__)
p1.__dict__['y'] = 10
print(p1.__dict__)
p1.z = 20
print(p1.__dict__)
print(dir(p1))
print(p1.__dir__())

总结：
基本功能是实现了，通过属性字典__dict__来访问对象的属性，本质上也是利用的反射的能力。但是我们发现这样的方式不够优雅，Python为我们提供了内置的函数。如下所示：

内建函数	意义
getattr(object,name[,default])	通过name返回object的属性值。当属性不存在，将使用default返回，如果没有defaul，则抛出AttributeError。name必须为字符串
setattr(object,name,value)	object的属性存在，则覆盖，不存在，新增
hasattr(object,name)	判断对象是否有这个名字的属性，name必须为字符串

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用上面的方法来修改上例的代码，如下：

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return f"Point({self.x},{self.y})"

    def show(self):
        return self

    __repr__ = __str__


p1 = Point(4, 5)
p2 = Point(3, 2)

print(repr(p1), repr(p2), sep='\n')
print(p1.__dict__)
setattr(p1, 'x', 5)
setattr(p1, 'u', 5)
print(getattr(p1, '__dict__'))

if hasattr(p1, 'x'):
    print('Yes, i have')
    print(getattr(p1, 'xx', 2000))

if not hasattr(Point, 'add'):
    setattr(Point, 'add', lambda self,other: Point(self.x + other.x, self.y + other.y))

print(Point.add)
print(p1.add)
print(p1.add(p2))

if not hasattr(p1, 'sub'):
    setattr(p1, 'sub', lambda self,other: Point(self.x - other.x, self.y - other.y))

print(p1.sub)
print(p1.sub(p1, p2))
print(p1.__dict__)
print(Point.__dict__)

思考：
这种动态增加属性的方法和装饰器修饰一个类、Mixin方式的差异在哪里？

	getattr()/setattr()	Mixin	装饰器修饰类
优点	1.通过反射来动态为类增加属性，最为灵活	1.使用多继承的方式来实现对类的功能增加 2.符合OCP原则，多继承、少修改 3.从设计模式的角度来说，多组合，少继承	1.简单方便，在需要的地方动态增加，直接使用装饰器 2.可以为类灵活的增加功能
局限性	虽然动态为类增加了属性，但是同时也修改了类的内容	不会修改原有类属性，但是灵活性比前者低	可以通过先继承后修饰的方式，来避免对原有第三方库的修改
增加时机	在运行时改变类或实例	在类定义时，编译前	在类定义时，编译前

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总结：
这种动态增删属性的方式是运行时改变类或者实例的方式，但是装饰器或Mixin都是定义时就决定了，因此反射能力具有更大的灵活性。