python内置装饰器

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-08-17 17:48 124阅读 0赞

#### 前言 ####

接着[上一篇笔记][Link 1]，我们来看看内置装饰器`property`、`staticmethod`、`classmethod`

#### 一、property装饰器 ####

##### 1. 普通方式修改属性值 #####

*  code

class Celsius:
        def __init__(self, temperature = 0):
            self.temperature = temperature
    
        def to_fahrenheit(self):
            return (self.temperature * 1.8) + 32
    
    man = Celsius(-280)
    print('dirctly get:', man.temperature)
    print('to_fahrenheit', man.to_fahrenheit())
    # 查看示例的属性
    print(man.__dict__)

*  output

dirctly get: -280
    to_fahrenheit: -472.0
    {'temperature': -280}

这里直接通过实例来修改类的属性值，但从输出可以看到温度超过了绝对零度-273.15却没有保错，这是一个bug，下面来修复下。

##### 2. 使用`get_xxx`, `set_xxx`方法修改类的属性值 #####

*  code

class Celsius:
        def __init__(self, temperature = 0):
            self.set_temperature(temperature)
    
        def to_fahrenheit(self):
            return (self.get_temperature() * 1.8) + 32
    
        # new update
        def get_temperature(self):
            return self._temperature
    
        def set_temperature(self, value):
            if value < -273:
                raise ValueError("Temperature below -273 is not possible")
            self._temperature = value
    
    
    # 超过绝对零度报错
    # man = Celsius(-280)
    man = Celsius(-28)
    # temperature改为_temperature了
    #print('dirctly get:', man.temperature)
    print('dirctly get:', man._temperature)
    print('use get_temperature get:', man.get_temperature())
    print('to_fahrenheit:', man.to_fahrenheit())
    # 查看示例的属性
    print(man.__dict__)

*  output

dirctly get: -28
    use get_temperature get: -28
    to_fahrenheit: -18.4
    {'_temperature': -28}

这里用一个私有变量`_temperature`来对`temperature`做限制。新增了`get_xxx`, `set_xxx`方法来修复了bug，但这样的话用到了这个类的代码都要修改了，获取温度值要将`obj.temperature`修改为`obj.get_temperature()`，修改温度值要将`obj.temperature = val`修改为`obj.set_temperature(val)`。如果有成千上万行代码用到这个类的话，显然这样修改是不行的，下面使用`@property`来解决。

##### 3. 使用`@property`装饰器修改类的属性值 #####

*  code

class Celsius:
        def __init__(self, temperature = 0):
            # 不知道是不是作者写多了‘_’下划线，如果用私有变量_temperature的话，
            # 在类初始化时就赋值并不会调用setter判断温度是否大于-273度，所以还会出现bug
            # self._temperature = temperature
            self.temperature = temperature
    
        def to_fahrenheit(self):
            return (self.temperature * 1.8) + 32
    
        @property
        def temperature(self):
            print("Getting value")
            return self._temperature
    
        @temperature.setter
        def temperature(self, value):
            print('vvvvvv', value)
            if value < -273:
                raise ValueError("Temperature below -273 is not possible")
            print("Setting value")
            self._temperature = value
    
    
    man = Celsius(-28)
    print('dirctly get:', man.temperature)
    
    # man.temperature(-28)会报错：TypeError: 'int' object is not callable
    # 使用property后temperture(self, value)只能通过属性赋值方式更改
    # print('use @temperature.setter:', man.temperature(-28))
    man.temperature = -88
    
    print('to_fahrenheit:', man.to_fahrenheit())
    print(man.__dict__)

*  output

vvvvvv -28
    Setting value
    Getting value
    dirctly get: -28
    vvvvvv -88
    Setting value
    Getting value
    to_fahrenheit: -126.4
    {'_temperature': -88}

`@property`装饰器就是调用了python内置方法`property(fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None)`，上面`@temperature.setter`就相当于`fset=temperature`方法。**使用了`@property`装饰器，就可以在不影响原有代码的情况下修改类的属性值**。

*  参考文章

> https://www.programiz.com/python-programming/property

#### 二、staticmethod装饰器(静态方法) ####

静态方法的用得很少，当需要一个**不访问类的任何属性，但它属于该类的实用函数**时就可以用**静态方法，它只处理传入的参数**。比如下面的静态方法就单纯接收一个参数`date`更改下它的连接符就返回了，但因为跟类`Dates`放一起比较好归类管理才放到类里面的。可以**用类直接调用静态方法**，也可以**用类的实例调用静态方法**。

*  code

class Dates:
        def __init__(self, date):
            self.date = date
            
        def getDate(self):
            return self.date
    
        @staticmethod
        def toDashDate(date):
            return date.replace("/", "-")
    
    date = Dates("15-12-2016")
    dateFromDB = "15/12/2016"
    # 用类直接调用静态方法
    dateWithDash = Dates.toDashDate(dateFromDB)
    # 用类的实例调用静态方法
    dateWithDash_1 = date.toDashDate(dateFromDB)
    
    if(date.getDate() == dateWithDash):
        print("Equal")
    if(date.getDate() == dateWithDash_1):
        print("Equal_1")
    else:
        print("Unequal")

*  output

Equal
    Equal_1

*  参考文章

> https://www.programiz.com/python-programming/methods/built-in/staticmethod

#### 三、classmethod装饰器(类方法) ####

*  code

from datetime import date
    
    # random Person
    class Person:
        def __init__(self, name, age):
            self.name = name
            self.age = age
    
        @classmethod
        def fromBirthYear(cls, name, birthYear):
            return cls(name, date.today().year - birthYear)
    
        def display(self):
            print(self.name + "'s age is: " + str(self.age))
    
    person = Person('Adam', 19)
    person.display()
    
    person1 = Person.fromBirthYear('John',  1985)
    person1.display()

*  output

Adam's age is: 19
    John's age is: 34

从上面的例子可以看到，类方法需要有一个必需参数`cls`，而不是`self`(也可以是其他名字，但约定俗成用cls)，因为**类方法的参数`cls`就是这个类本身。**，所以`cls(name, date.today().year - birthYear)`等同于调用了`Person(name, date.today().year - birthYear)`。**当我们调用的类方法`return cls(arg1,arg2)`后**，因为类方法的参数`cls`就是这个类本身，所以就**会将这些参数赋值给类的`__init__`函数再次初始化**。

有些童鞋应该发现了上面的示例**也可以用静态方法来实现**，但这样的话它**创建的实例就硬编码为只属于基类**了(当我们不希望类的子类更改/重写方法的特定实现时，静态方法就派上用场了)。也就是用确定的一个类`Person`代替了`cls`，这样就是硬编码创建的实例只属于基类`Person`了。如果有类继承基类的话，使用静态方法创建的实例只属于基类，继承了基类的子类都不属于实例，而**使用类方法的话，继承了基类的子类创建的实例，既属于基类也属于继承了基类的子类**。看下面代码就懂了。

*  code

from datetime import date
    
    # random Person
    class Person:
        def __init__(self, name, age):
            self.name = name
            self.age = age
    
        @staticmethod
        def fromBirthYearStaticmethod(name, birthYear):
            return Person(name, date.today().year - birthYear)
    
        @classmethod
        def fromBirthYearClassmethod(cls, name, birthYear):
            return cls(name, date.today().year - birthYear)
    
        def display(self):
            print(self.name + "'s age is: " + str(self.age))
    
    class Man(Person):
        sex = 'Male'
    
    class MoreMan(Man):
        sex = 'Unknown'
    
    
    man = Man.fromBirthYearClassmethod('John', 1985)
    print('使用类方法')
    man.display()
    print('man是类Man的实例吗', isinstance(man, Man))
    print('man是类Person的实例吗', isinstance(man, Person))
    
    man1 = Man.fromBirthYearStaticmethod('John', 1985)
    print('使用静态方法')
    man1.display()
    print('man1是类Man的实例吗', isinstance(man1, Man))
    print('man1是类Person的实例吗', isinstance(man1, Person))
    
    man2 = MoreMan.fromBirthYearClassmethod('John', 1985)
    print('使用类方法')
    man2.display()
    print('man2是类Man的实例吗', isinstance(man2, Man))
    print('man2是类MoreMan的实例吗', isinstance(man2, MoreMan))
    print('man2是类Person的实例吗', isinstance(man2, Person))
    
    man3 = MoreMan.fromBirthYearStaticmethod('John', 1985)
    print('使用静态方法')
    man3.display()
    print('man3是类Man的实例吗', isinstance(man3, Man))
    print('man3是类MoreMan的实例吗', isinstance(man3, MoreMan))
    print('man3是类Person的实例吗', isinstance(man3, Person))

*  output

使用类方法
    John's age is: 34
    man是类Man的实例吗 True
    man是类Person的实例吗 True
    使用静态方法
    John's age is: 34
    man1是类Man的实例吗 False
    man1是类Person的实例吗 True
    使用类方法
    John's age is: 34
    man2是类Man的实例吗 True
    man2是类MoreMan的实例吗 True
    man2是类Person的实例吗 True
    使用静态方法
    John's age is: 34
    man3是类Man的实例吗 False
    man3是类MoreMan的实例吗 False
    man3是类Person的实例吗 True

从上面的输出就可以看出来了，虽然静态方法也可以实现功能，但在继承的时候却没有继承给子类。所以如果一个方法需要被继承的子类使用的话还是用类方法。相反，当我们不希望类的子类更改/重写方法的特定实现时，就用静态方法。

*  参考文章

> https://www.programiz.com/python-programming/methods/built-in/classmethod

#### 四、综合比较 ####

实例方法，类方法，静态方法的综合比较，异同见代码注释。

*  code

class C():
        # instance method
        def ins(self):
            print("instance method")
        @staticmethod
        def sta():
            print("static method")
        @classmethod
        def cla(cls, c_arg):
            print("class method %s" % c_arg)
    
    # 实例化类C()
    ins_cls = C()
    
    # 实例方法只能用实例调用，不可用直接用类调用，会报错：“TypeError: ins() missing 1 required positional argument: 'self'”
    # C.ins()
    ins_cls.ins()
    # 静态方法可以通过类调用，也可以通过实例调用
    C.sta()
    ins_cls.sta()
    # 类方法可以通过类调用，也可以通过实例调用cla(cls)中的参数cls就是调用它的类本身，cls跟self差不多，用的时候只需传实际参数c_arg即可
    C.cla("class_arg")
    ins_cls.cla("class_arg")

*  output

instance method
    static method
    static method
    class method
    class method

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