摘要：由上面的注釋，可以看出其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)描述符類，而在此刻變成了一個(gè)描述符。調(diào)用這個(gè)方法可以知道，每調(diào)用一次，它都會(huì)經(jīng)過描述符類的。基于描述符如何實(shí)現(xiàn)同樣的也是一樣。我想你應(yīng)該對描述符在中的應(yīng)用有了更深的理解。

好吧，我承認(rèn)我標(biāo)題黨了。但是這篇文章的知識(shí)點(diǎn)，你有極大的可能并不知道。

前段時(shí)間，我寫了一篇描述符的入門級(jí)文章，從那些文章里你知道了如何定義描述符，且明白了描述符是如何工作的。

如果你還未學(xué)習(xí)，可以點(diǎn)擊這里進(jìn)行閱讀：Python為什么要使用描述符

正常人所見過的描述符的用法就是上篇文章提到的那些，我想說的是那只是描述符協(xié)議最常見的應(yīng)用之一，或許你還不知道，其實(shí)有很多 Python 的特性的底層實(shí)現(xiàn)機(jī)制都是基于 描述符協(xié)議 的，比如我們熟悉的@property 、@classmethod 、@staticmethod 和 super 等。

這些裝飾器方法，你絕對熟悉得不得了，但是今天并不是要講他們的用法，而是要講是如何自己通過 純Python 實(shí)現(xiàn)這些特性。

先來說說 property 吧。

有了第一篇的基礎(chǔ)，我們知道了 property 的基本用法。這里我直接切入主題，從第一篇的例子里精簡了一下。

class Student:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    @property
    def math(self):
        return self._math

    @math.setter
    def math(self, value):
        if 0 <= value <= 100:
            self._math = value
        else:
            raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")

不防再簡單回顧一下它的用法，通過property裝飾的函數(shù)，如例子中的 math 會(huì)變成 Student 實(shí)例的屬性。而對 math 屬性賦值會(huì)進(jìn)入 使用 math.setter 裝飾函數(shù)的邏輯代碼塊。

為什么說 property 底層是基于描述符協(xié)議的呢？通過 PyCharm 點(diǎn)擊進(jìn)入 property 的源碼，很可惜，只是一份類似文檔一樣的偽源碼，并沒有其具體的實(shí)現(xiàn)邏輯。

不過，從這份偽源碼的魔法函數(shù)結(jié)構(gòu)組成，可以大體知道其實(shí)現(xiàn)邏輯。

這里我自己通過模仿其函數(shù)結(jié)構(gòu)，結(jié)合「描述符協(xié)議」來自己實(shí)現(xiàn)類 property 特性。

代碼如下：

class TestProperty(object):

    def __init__(self, fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None):
        self.fget = fget
        self.fset = fset
        self.fdel = fdel
        self.__doc__ = doc

    def __get__(self, obj, objtype=None):
        print("in __get__")
        if obj is None:
            return self
        if self.fget is None:
            raise AttributeError
        return self.fget(obj)

    def __set__(self, obj, value):
        print("in __set__")
        if self.fset is None:
            raise AttributeError
        self.fset(obj, value)

    def __delete__(self, obj):
        print("in __delete__")
        if self.fdel is None:
            raise AttributeError
        self.fdel(obj)


    def getter(self, fget):
        print("in getter")
        return type(self)(fget, self.fset, self.fdel, self.__doc__)

    def setter(self, fset):
        print("in setter")
        return type(self)(self.fget, fset, self.fdel, self.__doc__)

    def deleter(self, fdel):
        print("in deleter")
        return type(self)(self.fget, self.fset, fdel, self.__doc__)

然后 Student 類，我們也相應(yīng)改成如下

class Student:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    # 其實(shí)只有這里改變
    @TestProperty
    def math(self):
        return self._math

    @math.setter
    def math(self, value):
        if 0 <= value <= 100:
            self._math = value
        else:
            raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")

為了盡量讓你少產(chǎn)生一點(diǎn)疑惑，我這里做兩點(diǎn)說明：

使用TestProperty裝飾后，math 不再是一個(gè)函數(shù)，而是TestProperty 類的一個(gè)實(shí)例。所以第二個(gè)math函數(shù)可以使用 math.setter 來裝飾，本質(zhì)是調(diào)用TestProperty.setter 來產(chǎn)生一個(gè)新的 TestProperty 實(shí)例賦值給第二個(gè)math。

第一個(gè) math 和第二個(gè) math 是兩個(gè)不同 TestProperty 實(shí)例。但他們都屬于同一個(gè)描述符類（TestProperty），當(dāng)對 math 對于賦值時(shí)，就會(huì)進(jìn)入 TestProperty.__set__，當(dāng)對math 進(jìn)行取值里，就會(huì)進(jìn)入 TestProperty.__get__。仔細(xì)一看，其實(shí)最終訪問的還是Student實(shí)例的 _math 屬性。

說了這么多，還是運(yùn)行一下，更加直觀一點(diǎn)。

# 運(yùn)行后，會(huì)直接打印這一行，這是在實(shí)例化 TestProperty 并賦值給第二個(gè)math
in setter
>>>
>>> s1.math = 90
in __set__
>>> s1.math
in __get__
90

對于以上理解 property 的運(yùn)行原理有困難的同學(xué)，請務(wù)必參照我上面寫的兩點(diǎn)說明。如有其他疑問，可以加微信與我進(jìn)行探討。

說完了 property ，這里再來講講 @classmethod 和 @staticmethod 的實(shí)現(xiàn)原理。

我這里定義了一個(gè)類，用了兩種方式來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)方法。

class Test:
    @staticmethod
    def myfunc():
        print("hello")

# 上下兩種寫法等價(jià)

class Test:
    def myfunc():
        print("hello")
    # 重點(diǎn)：這就是描述符的體現(xiàn)
    myfunc = staticmethod(myfunc)

這兩種寫法是等價(jià)的，就好像在 property 一樣，其實(shí)以下兩種寫法也是等價(jià)的。

@TestProperty
def math(self):
    return self._math
  
math = TestProperty(fget=math)

話題還是轉(zhuǎn)回到 staticmethod 這邊來吧。

由上面的注釋，可以看出 staticmethod 其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)描述符類，而myfunc 在此刻變成了一個(gè)描述符。關(guān)于 staticmethod 的實(shí)現(xiàn)，你可以參照下面這段我自己寫的代碼，加以理解。

調(diào)用這個(gè)方法可以知道，每調(diào)用一次，它都會(huì)經(jīng)過描述符類的 __get__ 。

>>> Test.myfunc()
in staticmethod __get__
hello
>>> Test().myfunc()
in staticmethod __get__
hello

同樣的 classmethod 也是一樣。

class classmethod(object):
    def __init__(self, f):
        self.f = f

    def __get__(self, instance, owner=None):
        print("in classmethod __get__")
        
        def newfunc(*args):
            return self.f(owner, *args)
        return newfunc

class Test:
    def myfunc(cls):
        print("hello")
        
    # 重點(diǎn)：這就是描述符的體現(xiàn)
    myfunc = classmethod(myfunc)

驗(yàn)證結(jié)果如下

>>> Test.myfunc()
in classmethod __get__
hello
>>> Test().myfunc()
in classmethod __get__
hello

講完了 property、staticmethod和classmethod 與 描述符的關(guān)系。我想你應(yīng)該對描述符在 Python 中的應(yīng)用有了更深的理解。對于 super 的實(shí)現(xiàn)原理，就交由你來自己完成。