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Python中下劃線---完全解讀

創建過程 reference 抽象 tar bit set等 逆序排列 先來 我們

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Python中下劃線---完全解讀

Python 用下劃線作為變量前綴和後綴指定特殊變量

_xxx 不能用’from module import *’導入

__xxx__ 系統定義名字

__xxx 類中的私有變量名

核心風格:避免用下劃線作為變量名的開始。

因為下劃線對解釋器有特殊的意義,而且是內建標識符所使用的符號,我們建議程序員避免用下劃線作為變量名的開始。一般來講,變量名_xxx被看作是“私有 的”,在模塊或類外不可以使用。當變量是私有的時候,用_xxx 來表示變量是很好的習慣。因為變量名__xxx__對Python 來說有特殊含義,對於普通的變量應當避免這種命名風格。

“單下劃線” 開始的成員變量叫做保護變量,意思是只有類對象和子類對象自己能訪問到這些變量;
“雙下劃線” 開始的是私有成員,意思是只有類對象自己能訪問,連子類對象也不能訪問到這個數據。

以單下劃線開頭(_foo)的代表不能直接訪問的類屬性,需通過類提供的接口進行訪問,不能用“from xxx import *”而導入;以雙下劃線開頭的(__foo)代表類的私有成員;以雙下劃線開頭和結尾的(__foo__)代表python裏特殊方法專用的標識,如 __init__()代表類的構造函數。

現在我們來總結下所有的系統定義屬性和方法, 先來看下保留屬性:

>>> Class1.__doc__ # 類型幫助信息 ‘Class1 Doc.‘ >>> Class1.__name__ # 類型名稱 ‘Class1‘ >>> Class1.__module__ # 類型所在模塊 ‘__main__‘ >>> Class1.__bases__ # 類型所繼承的基類 (<type ‘object‘>,) >>> Class1.__dict__ # 類型字典,存儲所有類型成員信息。 <dictproxy object at 0x00D3AD70> >>> Class1().__class__ # 類型 <class ‘__main__.Class1‘> >>> Class1().__module__ # 實例類型所在模塊 ‘__main__‘ >>> Class1().__dict__ # 對象字典,存儲所有實例成員信息。 {‘i‘: 1234}
接下來是保留方法,可以把保留方法分類:

類的基礎方法

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
初始化一個實例 x = MyClass() x.__init__()
字符串的“官方”表現形式 repr(x) x.__repr__()
字符串的“非正式”值 str(x) x.__str__()
字節數組的“非正式”值 bytes(x) x.__bytes__()
格式化字符串的值 format(x,format_spec) x.__format__(format_spec)
  1. __init__() 方法的調用發生在實例被創建 之後 。如果要控制實際創建進程,請使用 __new__()
    方法。
  2. 按照約定, __repr__() 方法所返回的字符串為合法的 Python 表達式。
  3. 在調用 print(x) 的同時也調用了 __str__() 方法。
  4. 由於 bytes 類型的引入而從 Python 3 開始出現

行為方式與叠代器類似的類

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
遍歷某個序列 iter(seq) seq.__iter__()
從叠代器中獲取下一個值 next(seq) seq.__next__()
按逆序創建一個叠代器 reversed(seq) seq.__reversed__()
  1. 無論何時創建叠代器都將調用 __iter__() 方法。這是用初始值對叠代器進行初始化的絕佳之處。
  2. 無論何時從叠代器中獲取下一個值都將調用 __next__() 方法。
  3. __reversed__() 方法並不常用。它以一個現有序列為參數,並將該序列中所有元素從尾到頭以逆序排列生成一個新的叠代器。

計算屬性

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
獲取一個計算屬性(無條件的) x.my_property x.__getattribute__(‘my_property‘)
獲取一個計算屬性(後備) x.my_property x.__getattr__(‘my_property‘)
設置某屬性 x.my_property = value x.__setattr__(‘my_property‘,value)
刪除某屬性 del x.my_property x.__delattr__(‘my_property‘)
列出所有屬性和方法 dir(x) x.__dir__()
  1. 如果某個類定義了 __getattribute__() 方法,在 每次引用屬性或方法名稱時 Python 都調用它(特殊方法名稱除外,因為那樣將會導致討厭的無限循環)。
  2. 如果某個類定義了 __getattr__() 方法,Python 將只在正常的位置查詢屬性時才會調用它。如果實例 x 定義了屬性colorx.color不會 調用x.__getattr__(‘color‘);而只會返回x.color 已定義好的值。
  3. 無論何時給屬性賦值,都會調用 __setattr__() 方法。
  4. 無論何時刪除一個屬性,都將調用 __delattr__() 方法。
  5. 如果定義了 __getattr__()__getattribute__() 方法, __dir__() 方法將非常有用。通常,調用 dir(x) 將只顯示正常的屬性和方法。如果 __getattr()__方法動態處理color 屬性,dir(x) 將不會將 color 列為可用屬性。可通過覆蓋 __dir__() 方法允許將 color 列為可用屬性,對於想使用你的類但卻不想深入其內部的人來說,該方法非常有益。

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
序列的長度 len(seq) seq.__len__()
了解某序列是否包含特定的值 x in seq seq.__contains__(x)

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
通過鍵來獲取值 x[key] x.__getitem__(key)
通過鍵來設置值 x[key] = value x.__setitem__(key,value)
刪除一個鍵值對 del x[key] x.__delitem__(key)
為缺失鍵提供默認值 x[nonexistent_key] x.__missing__(nonexistent_key)

可比較的類

我將此內容從前一節中拿出來使其單獨成節,是因為“比較”操作並不局限於數字。許多數據類型都可以進行比較——字符串、列表,甚至字典。如果要創建自己的類,且對象之間的比較有意義,可以使用下面的特殊方法來實現比較。

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
相等 x == y x.__eq__(y)
不相等 x != y x.__ne__(y)
小於 x < y x.__lt__(y)
小於或等於 x <= y x.__le__(y)
大於 x > y x.__gt__(y)
大於或等於 x >= y x.__ge__(y)
布爾上上下文環境中的真值 if x: x.__bool__()

可序列化的類

Python 支持 任意對象的序列化和反序列化。(多數 Python 參考資料稱該過程為 “pickling” 和 “unpickling”)。該技術對與將狀態保存為文件並在稍後恢復它非常有意義。所有的 內置數據類型 均已支持 pickling 。如果創建了自定義類,且希望它能夠 pickle,閱讀 pickle 協議 了解下列特殊方法何時以及如何被調用。

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
自定義對象的復制 copy.copy(x) x.__copy__()
自定義對象的深度復制 copy.deepcopy(x) x.__deepcopy__()
在 pickling 之前獲取對象的狀態 pickle.dump(x, file) x.__getstate__()
序列化某對象 pickle.dump(x, file) x.__reduce__()
序列化某對象(新 pickling 協議) pickle.dump(x, file,protocol_version) x.__reduce_ex__(protocol_version)
* 控制 unpickling 過程中對象的創建方式 x = pickle.load(file) x.__getnewargs__()
* 在 unpickling 之後還原對象的狀態 x = pickle.load(file) x.__setstate__()

* 要重建序列化對象,Python 需要創建一個和被序列化的對象看起來一樣的新對象,然後設置新對象的所有屬性。__getnewargs__() 方法控制新對象的創建過程,而 __setstate__() 方法控制屬性值的還原方式。

可在 with 語塊中使用的類

with 語塊定義了 運行時刻上下文環境;在執行 with 語句時將“進入”該上下文環境,而執行該語塊中的最後一條語句將“退出”該上下文環境。

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
在進入 with 語塊時進行一些特別操作 with x: x.__enter__()
在退出 with 語塊時進行一些特別操作 with x: x.__exit__()

以下是 with file 習慣用法 的運作方式:

# excerpt from io.py: def _checkClosed(self, msg=None):     ‘‘‘Internal: raise an ValueError if file is closed     ‘‘‘     if self.closed:         raise ValueError(‘I/O operation on closed file.‘                          if msg is None else msg)  def __enter__(self):     ‘‘‘Context management protocol.  Returns self.‘‘‘     self._checkClosed()                                ①     return self                                        ②  def __exit__(self, *args):     ‘‘‘Context management protocol.  Calls close()‘‘‘     self.close()                                       ③

  1. 該文件對象同時定義了一個 __enter__() 和一個 __exit__() 方法。該 __enter__() 方法檢查文件是否處於打開狀態;如果沒有, _checkClosed() 方法引發一個例外。
  2. __enter__() 方法將始終返回 self —— 這是 with 語塊將用於調用屬性和方法的對象
  3. with 語塊結束後,文件對象將自動關閉。怎麽做到的?在 __exit__() 方法中調用了self.close() .

?該 __exit__() 方法將總是被調用,哪怕是在 with 語塊中引發了例外。實際上,如果引發了例外,該例外信息將會被傳遞給 __exit__() 方法。查閱 With 狀態上下文環境管理器 了解更多細節。

真正神奇的東西

如果知道自己在幹什麽,你幾乎可以完全控制類是如何比較的、屬性如何定義,以及類的子類是何種類型。

序號目的所編寫代碼Python 實際調用
類構造器 x = MyClass() x.__new__()
* 類析構器 del x x.__del__()
只定義特定集合的某些屬性 x.__slots__()
自定義散列值 hash(x) x.__hash__()
獲取某個屬性的值 x.color type(x).__dict__[‘color‘].__get__(x, type(x))
設置某個屬性的值 x.color = ‘PapayaWhip‘ type(x).__dict__[‘color‘].__set__(x, ‘PapayaWhip‘)
刪除某個屬性 del x.color type(x).__dict__[‘color‘].__del__(x)
控制某個對象是否是該對象的實例 your class isinstance(x, MyClass) MyClass.__instancecheck__(x)
控制某個類是否是該類的子類 issubclass(C, MyClass) MyClass.__subclasscheck__(C)
控制某個類是否是該抽象基類的子類 issubclass(C, MyABC) MyABC.__subclasshook__(C)

python中以雙下劃線的是一些系統定義得名稱,讓python以更優雅得語法實行一些操作,本質上還是一些函數和變量,與其他函數和變量無二。
比如x.__add__(y) 等價於 x+y
有一些很常見,有一些可能比較偏,在這裏羅列一下,做個筆記,備忘。
x.__contains__(y) 等價於 y in x, 在list,str, dict,set等容器中有這個函數
__base__, __bases__, __mro__, 關於類繼承和函數查找路徑的。
class.__subclasses__(), 返回子類列表
x.__call__(...) == x(...)
x.__cmp__(y) == cmp(x,y)
x.__getattribute__(‘name‘) == x.name == getattr(x, ‘name‘), 比__getattr__更早調用
x.__hash__() == hash(x)
x.__sizeof__(), x在內存中的字節數, x為class得話, 就應該是x.__basicsize__
x.__delattr__(‘name‘) == del x.name
__dictoffset__ attribute tells you the offset to where you find the pointer to the __dict__ object in any instance object that has one. It is in bytes.
__flags__, 返回一串數字,用來判斷該類型能否被序列化(if it‘s a heap type), __flags__ & 512
S.__format__, 有些類有用
x.__getitem__(y) == x[y], 相應還有__setitem__, 某些不可修改類型如set,str沒有__setitem__
x.__getslice__(i, j) == x[i:j], 有個疑問,x=‘123456789‘, x[::2],是咋實現得
__subclasscheck__(), check if a class is subclass
__instancecheck__(), check if an object is an instance
__itemsize__, These fields allow calculating the size in bytes of instances of the type. 0是可變長度, 非0則是固定長度
x.__mod__(y) == x%y, x.__rmod__(y) == y%x
x.__module__ , x所屬模塊
x.__mul__(y) == x*y, x.__rmul__(y) == y*x

__reduce__, __reduce_ex__ , for pickle

__slots__ 使用之後類變成靜態一樣,沒有了__dict__, 實例也不可新添加屬性

__getattr__ 在一般的查找屬性查找不到之後會調用此函數

__setattr__ 取代一般的賦值操作,如果有此函數會調用此函數, 如想調用正常賦值途徑用 object.__setattr__(self, name, value)

__delattr__ 同__setattr__, 在del obj.name有意義時會調用

Python中下劃線---完全解讀