python - 如何装饰类并使用描述符访问属性？

Question

我正在尝试掌握(开始；))以了解如何在 Python 3 上正确使用装饰器和描述符。我想出了一个想法，我正在尝试弄清楚如何对其进行编码。

我希望能够创建一个用某些“函数”B或“类”B装饰的类A，它允许我创建 A 的实例，将 A 的属性声明为某种类型的组件并为 A 赋值 __init__魔术函数。例如:

组件化是某些“函数B”或“类B”，它允许我声明一个类Vector。我声明 x 和 y 是一个组件( float )，如下所示:

@componentized 
class Vector: 
    x = component(float)
    y = component(float) 
    def __init__ (self, x, y): 
        self.x = x 
        self.y = y

我的想法是能够做到这一点:

v = Vector(1,2)
v.x #returns 1

但主要目标是我想对每个标记的组件( float )属性执行此操作:

v.xy #returns a tuple (1,2)
v.xy = (3,4) #assigns to x the value 3 and y the value 4

我的想法是创建一个装饰器@componentized来覆盖__getattr__和__setattr__魔术方法。类似这样:

def componentized(cls):
    class Wrapper(object):
        def __init__(self, *args):
            self.wrapped = cls(*args)

        def __getattr__(self, name):
            print("Getting :", name)

            if(len(name) == 1):
                return getattr(self.wrapped, name)

            t = []
            for x in name:
                t.append(getattr(self.wrapped, x))

            return tuple(t)

@componentized
class Vector(object):
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

这确实有效，但我认为我不太明白发生了什么。因为当我尝试进行分配并覆盖 __setattr__ 魔术方法时，即使我实例化该类，它也会被调用。在以下示例中两次:

vector = Vector(1,2)
vector.x = 1

我怎样才能实现这种行为？

提前致谢!如果需要更多信息，请随时询问!

编辑:

按照@Diego的回答，我设法做到了这一点:

def componentized(cls):
    class wrappedClass(object):
        def __init__(self, *args, **kwargs):
            t = cls(*args,**kwargs)
            self.wrappedInstance = t

        def __getattr__(self, item):
            if(len(item) == 1):
                return self.wrappedInstance.__getattribute__(item)
            else:
                return tuple(self.wrappedInstance.__getattribute__(char) for char in item)

        def __setattr__(self, attributeName, value):
            if isinstance(value, tuple):
                for char, val in zip(attributeName, value):
                    self.wrappedInstance.__setattr__(char, val)
            elif isinstance(value, int): #EMPHASIS HERE
                for char in attributeName:
                    self.wrappedInstance.__setattr__(char, value)
            else:
                object.__setattr__(self, attributeName, value)
    return wrappedClass

并且有一个像这样的Vector类:

@componentized 
class Vector:
    def __init__ (self, x, y): 
        self.x = x 
        self.y = y

这有点像我想要的，但我仍然不知道如何实现:

x = component(float)
y = component(float)

在Vector类中以某种方式订阅float类型的x和y，所以当我执行#EMPHASIS LINE(在我硬编码特定类型的行中)我可以检查代码中是否有人正在为实例的 x 和/或 y 分配值Vector 的类型是我定义的:

x = component(float)

所以我尝试了这个(组件(描述符)类):

class component(object):
    def __init__(self, t, initval=None):
        self.val = initval
        self.type = t

    def __get__(self, obj, objtype):
        return self.val

    def __set__(self, obj, val):
        self.val = val

像描述符一样使用组件，但我无法设法采取解决方法来处理该类型。我尝试创建一个数组来保存 val 和 type，但后来不知道如何从装饰器 __setattr__ 方法中获取它。

你能指出我正确的方向吗？

PS:希望你们理解我想要做什么并帮助我。提前致谢

解决方案

好吧，使用@Diego的答案(我将接受)和一些解决方法来满足我的个人需求，我成功做到了:

装饰器(组件化)

def componentized(cls):
    class wrappedClass(object):
        def __init__(self, *args):
            self.wrappedInstance = cls(*args)

        def __getattr__(self, name):
             #Checking if we only request for a single char named value
             #and return the value using getattr() for the wrappedInstance instance
             #If not, then we return a tuple getting every wrappedInstance attribute
            if(len(name) == 1):
                return getattr(self.wrappedInstance, name)
            else:
                return tuple(getattr(self.wrappedInstance, char) for char in name)  

        def __setattr__(self, attributeName, value):
            try:
                #We check if there is not an instance created on the wrappedClass __dict__
                #Meaning we are initializing the class
                if len(self.__dict__) == 0:
                    self.__dict__[attributeName] = value
                elif isinstance(value, tuple): # We get a Tuple assign
                    self.__checkMultipleAssign(attributeName)
                    for char, val in zip(attributeName, value):
                        setattr(self.wrappedInstance, char, val)
                else:
                    #We get a value assign to every component
                    self.__checkMultipleAssign(attributeName)
                    for char in attributeName:
                        setattr(self.wrappedInstance, char, value)
            except Exception as e:
                print(e)

        def __checkMultipleAssign(self, attributeName):
            #With this we avoid assigning multiple values to the same property like this
            # instance.xx = (2,3) => Exception
            for i in range(0,len(attributeName)):
                for j in range(i+1,len(attributeName)):
                    if attributeName[i] == attributeName[j]:
                        raise Exception("Multiple component assignment not allowed")
    return wrappedClass

组件(描述符类)

class component(object):
    def __init__(self, t):
        self.type = t #We store the type
        self.value = None #We set an initial value to None

    def __get__(self, obj, objtype):
        return self.value #Return the value

    def __set__(self, obj, value):
        try:
            #We check whether the type of the component is diferent to the assigned value type and raise an exeption
            if self.type != type(value):
                raise Exception("Type \"{}\" do not match \"{}\".\n\t--Assignation never happened".format(type(value), self.type))
        except Exception as e:
            print(e)
        else:
            #If the type match we set the value
            self.value = value

(代码注释不言自明)

通过这个设计，我可以实现我想要的(如上所述)感谢大家的帮助。

Answer 1

我认为有一个最简单的方法来实现这种行为:重载 __getattr__和__setattr__功能。

获取向量.xy:

class Vector:
    ...

    def __getattr__(self, item):
         return tuple(object.__getattribute__(self, char) for char in item)

__getattr__仅当访问属性的“正常”方式失败时才调用函数，如 Python documentation 中所述。 。所以，当python找不到vector.xy时，__getattr__方法被调用，我们返回每个值的元组(即 x 和 y)。
我们使用object.__getattribute__以避免无限递归。

设置向量.abc:

    def __setattr__(self, key, value):

        if isinstance(value, tuple) and len(key) == len(value):
            for char, val in zip(key, value):
                object.__setattr__(self, char, val)

        else:
            object.__setattr__(self, key, value)

__setattr__与 __getattr__ 不同，方法总是被调用，因此仅当我们要设置的项与值元组的长度相同时，我们才单独设置每个值。

>>> vector = Vector(4, 2)
>>> vector.x
4
>>> vector.xy 
(4, 2)
>>> vector.xyz = 1, 2, 3
>>> vector.xyxyxyzzz
(1, 2, 1, 2, 1, 2, 3, 3, 3)

唯一的缺点是，如果您确实想分配一个元组(假设您有一个名为 size 的属性):

vector.size = (1, 2, 3, 4)

那么 s、i、z 和 e 将被分别赋值，这显然不是你想要的!