反射是通过字符串的形式操作对象的相关成员
反射也就是通过字符串的形式,导入模块,通过字符串的形式去模块中寻找指定函数,并执行。
Python中的反射功能有四个主要内置函数提供:
- 1、hasattr(模块, '成员'):根据字符串的形式,去某个模块中检查是否含有某个成员
- 2、getattr(模块, '成员'):根据字符串的形式,去某个模块中获取成员
- 3、setattr(模块, '成员'):根据字符创的形式,去某个某个模块中设置成员
- 4、delattr(模块,'成员'):根据字符串的形式,去某个模块中删除成员
hasattr
判断对象中是否有这个方法或变量
class Person(object):
def __init__(self,name):
self.name = name
def talk(self):
print("%s正在交谈"%self.name)
p = Person("laowang")
print(hasattr(p,"talk")) # True。因为存在talk方法
print(hasattr(p,"name")) # True。因为存在name变量
print(hasattr(p,"abc")) # False。因为不存在abc方法或变量
getattr
获取对象中的方法或变量的内存地址
class Person(object):
def __init__(self,name):
self.name = name
def talk(self):
print("%s正在交谈"%self.name)
p = Person("laowang")
n = getattr(p,"name") # 获取name变量的内存地址
print(n) # 此时打印的是:laowang
f = getattr(p,"talk") # 获取talk方法的内存地址
f() # 调用talk方法
我们发现getattr有三个参数,那么第三个参数是做什么用的呢?
s = getattr(p,"abc","not find")
print(s) # 打印结果:not find。因为abc在对象p中找不到,本应该报错,属性找不到,但因为修改了找不到就输出not find
setattr
为对象添加变量或方法
def abc(self):
print("%s正在交谈"%self.name)
class Person(object):
def __init__(self,name):
self.name = name
p = Person("laowang")
setattr(p,"talk",abc) # 将abc函数添加到对象中p中,并命名为talk
p.talk(p) # 调用talk方法,因为这是额外添加的方法,需手动传入对象
setattr(p,"age",30) # 添加一个变量age,复制为30
print(p.age) # 打印结果:30
delattr
删除对象中的变量。注意:不能用于删除方法
class Person(object):
def __init__(self,name):
self.name = name
def talk(self):
print("%s正在交谈"%self.name)
p = Person("laowang")
delattr(p,"name") # 删除name变量
print(p.name) # 此时将报错
对编程语言比较熟悉的朋友,应该知道“反射”这个机制。Python作为一门动态语言,当然不会缺少这一重要功能。然而,在网络上却很少见到有详细或者深刻的剖析论文。下面结合一个web路由的实例来阐述python的反射机制的使用场景和核心本质。
一、web实例
考虑有这么一个场景,根据用户输入的url的不同,调用不同的函数,实现不同的操作,也就是一个url路由器的功能,这在web框架里是核心部件之一。下面有一个精简版的示例:
首先,有一个commons模块,它里面有几个函数,分别用于展示不同的页面,代码如下:
def login():
print("这是一个登陆页面!")
def logout():
print("这是一个退出页面!")
def home():
print("这是网站主页面!")
其次,有一个visit模块,作为程序入口,接受用户输入,展示相应的页面,代码如下:(这段代码是比较初级的写法)
import commons
def run():
inp = input("请输入您想访问页面的url: ").strip()
if inp == "login":
commons.login()
elif inp == "logout":
commons.logout()
elif inp == "home":
commons.home()
else:
print("404")
if __name__ == '__main__':
run()
我们运行visit.py,输入:home,页面结果如下:
请输入您想访问页面的url: home
这是网站主页面!
这就实现了一个简单的WEB路由功能,根据不同的url,执行不同的函数,获得不同的页面。
然而,让我们考虑一个问题,如果commons模块里有成百上千个函数呢(这非常正常)?。难道你在visit模块里写上成百上千个elif?显然这是不可能的!那么怎么破?
二、反射机制
仔细观察visit中的代码,我们会发现用户输入的url字符串和相应调用的函数名好像!如果能用这个字符串直接调用函数就好了!但是,前面我们已经说了字符串是不能用来调用函数的。为了解决这个问题,python为我们提供一个强大的内置函数:getattr!我们将前面的visit修改一下,代码如下:
import commons
def run():
inp = input("请输入您想访问页面的url: ").strip()
func = getattr(commons,inp)
func()
if __name__ == '__main__':
run()
首先说明一下getattr函数的使用方法:它接收2个参数,前面的是一个对象或者模块,后面的是一个字符串,注意了!是个字符串!
例子中,用户输入储存在inp中,这个inp就是个字符串,getattr函数让程序去commons这个模块里,寻找一个叫inp的成员(是叫,不是等于),这个过程就相当于我们把一个字符串变成一个函数名的过程。然后,把获得的结果赋值给func这个变量,实际上func就指向了commons里的某个函数。最后通过调用func函数,实现对commons里函数的调用。这完全就是一个动态访问的过程,一切都不写死,全部根据用户输入来变化。
执行上面的代码,结果和最开始的是一样的。
这就是python的反射,它的核心本质其实就是利用字符串的形式去对象(模块)中操作(查找/获取/删除/添加)成员,一种基于字符串的事件驱动!
这段话,不一定准确,但大概就是这么个意思。
三、进一步完善
上面的代码还有个小瑕疵,那就是如果用户输入一个非法的url,比如jpg,由于在commons里没有同名的函数,肯定会产生运行错误,具体如下:
请输入您想访问页面的url: jpg
Traceback (most recent call last):
File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 16, in <module>
run()
File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 11, in run
func = getattr(commons,inp)
AttributeError: module 'commons' has no attribute 'jpg'
那怎么办呢?其实,python考虑的很全面了,它同样提供了一个叫hasattr的内置函数,用于判断commons中是否具有某个成员。我们将代码修改一下:
import commons
def run():
inp = input("请输入您想访问页面的url: ").strip()
if hasattr(commons,inp):
func = getattr(commons,inp)
func()
else:
print("404")
if __name__ == '__main__':
run()
通过hasattr的判断,可以防止非法输入错误,并将其统一定位到错误页面。
其实,研究过python内置函数的朋友,应该注意到还有delattr和setattr两个内置函数。从字面上已经很好理解他们的作用了。
python的四个重要内置函数:getattr、hasattr、delattr和setattr较为全面的实现了基于字符串的反射机制。他们都是对内存内的模块进行操作,并不会对源文件进行修改。