Python自省机制

Python 自省机制

Python 自省（Introspection）是一种动态检查对象的能力，使得开发者可以在运行时获取对象的相关信息，比如属性、方法、类型等。自省机制让 Python 具备了更强的动态性和灵活性，便于调试和开发。

自省，在我们日常生活中，通常是自我反省的意思。

但在计算机编程中，自省并不是这个意思，表示的是自我检查的行为或能力。它的内容包括:

• 告诉别人，我是谁

• 告诉别人，我能做什么

以下是自省的一些常用方法和代码示例：

1. 检查对象的类型

• type(obj): 返回对象的类型。
• isinstance(obj, ClassName): 检查对象是否是某个类或其子类的实例。

x = 10
print(type(x))  # <class 'int'>
print(isinstance(x, int))  # True

2. 获取对象的属性和方法

• dir(obj): 返回对象的所有属性和方法，包含特殊属性和方法。

class MyClass:
    def __init__(self):
        self.value = 10
    
    def my_method(self):
        return "Hello!"

obj = MyClass()
print(dir(obj))  # 列出 obj 的属性和方法

3. 检查对象的 ID 和哈希值

• id(obj): 返回对象在内存中的唯一标识。
• hash(obj): 获取对象的哈希值（如果对象是可哈希的）。

print(id(obj))  # 对象的内存地址
print(hash(obj))  # 如果对象是可哈希的，返回哈希值

4. 检查类的基类和继承关系

• obj.__class__: 返回对象所属的类。
• obj.__class__.__bases__: 返回类的基类信息。

print(obj.__class__)  # <class '__main__.MyClass'>
print(obj.__class__.__bases__)  # (<class 'object'>,)

5. 使用 getattr() 和 setattr()

• getattr(obj, 'attr_name', default): 获取对象的指定属性。
• setattr(obj, 'attr_name', value): 动态设置对象的属性。

print(getattr(obj, 'value', None))  # 获取 value 属性
setattr(obj, 'value', 20)  # 设置 value 属性
print(obj.value)  # 20

6. 使用 hasattr() 检查属性是否存在

• hasattr(obj, 'attr_name'): 检查对象是否有某个属性。

print(hasattr(obj, 'value'))  # True

7. 检查对象的文档字符串和源代码

• obj.__doc__: 获取对象的文档字符串。
• inspect.getsource(obj): 获取对象的源代码（需要导入 inspect 模块）。

import inspect

print(obj.my_method.__doc__)  # 方法的文档字符串
print(inspect.getsource(MyClass))  # 类的源代码

8. 获取函数参数信息

通过 inspect.signature() 可以检查函数的参数信息。

import inspect

def func(a, b=10, *args, **kwargs):
    pass

sig = inspect.signature(func)
print(sig)  # (a, b=10, *args, **kwargs)

9. 判断对象是否可调用

在 Python 自省（Introspection）中，callable() 也是常用的一个方法，用于检查对象是否具有“可调用”的特性。因为 Python 的动态特性，callable() 可以帮助开发者在运行时判断一个对象是否能像函数一样被调用，这对于构建灵活的代码结构非常有帮助。

class MyClass:
    def __call__(self):
        return "I'm callable!"

def my_function():
    return "I'm a function!"

obj1 = MyClass()
obj2 = 42  # 一个不可调用的对象

# 判断是否可调用
print(callable(my_function))  # True
print(callable(obj1))         # True，因为定义了 __call__ 方法
print(callable(obj2))         # False