學(xué)習(xí) Python 這么久了，說起 Python 的優(yōu)雅之處，能讓我脫口而出的， Descriptor（描述符）特性可以排得上號。
描述符是Python 語言獨有的特性，它不僅在應(yīng)用層使用，在語言的基礎(chǔ)設(shè)施中也有涉及。
我可以大膽地猜測，你對于描述符的了解是始于諸如 Django ORM 和 SQLAlchemy 中的字段對象，是的，它們都是描述符。你的它的認(rèn)識，可能也止步于此，如果你沒有去深究，它為何要如此設(shè)計？也就體會不到 Python 給我們帶來的便利與優(yōu)雅。
大家都知道描述符的內(nèi)容較多，長篇大論，大家容易倦怠，所以這里打算跟大家分幾篇來講。
今天主要的話題是：為何要使用描述符？
假想你正在給學(xué)校寫一個成績管理系統(tǒng)，并沒有太多編碼經(jīng)驗的你，可能會這樣子寫。
class Student:
def __init__(self, name, math, chinese, english):
self.name = name
self.math = math
self.chinese = chinese
self.english = english
def __repr__(self):
return "<Student: {}, math:{}, chinese: {}, english:{}>".format(
self.name, self.math, self.chinese, self.english
)
看起來一切都很合理
>>> std1 = Student('小明', 76, 87, 68)
>>> std1
<Student: 小明, math:76, chinese: 87, english:68>
但是程序并不像人那么智能，不會自動根據(jù)使用場景判斷數(shù)據(jù)的合法性，如果老師在錄入成績的時候，不小心錄入了將成績錄成了負(fù)數(shù)，或者超過100，程序是無法感知的。
聰明的你，馬上在代碼中加入了判斷邏輯。
class Student:
def __init__(self, name, math, chinese, english):
self.name = name
if 0 <= math <= 100:
self.math = math
else:
raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")
if 0 <= chinese <= 100:
self.chinese = chinese
else:
raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")
if 0 <= chinese <= 100:
self.english = english
else:
raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")
def __repr__(self):
return "<Student: {}, math:{}, chinese: {}, english:{}>".format(
self.name, self.math, self.chinese, self.english
)
這下程序稍微有點人工智能了，能夠自己明辨是非了。
程序是智能了，但在__init__里有太多的判斷邏輯，很影響代碼的可讀性。巧的是，你剛好學(xué)過 Property 特性，可以很好的應(yīng)用在這里。于是你將代碼修改成如下，代碼的可讀性瞬間提升了不少
class Student:
def __init__(self, name, math, chinese, english):
self.name = name
self.math = math
self.chinese = chinese
self.english = english
@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]")
@property
def chinese(self):
return self._chinese
@chinese.setter
def chinese(self, value):
if 0 <= value <= 100:
self._chinese = value
else:
raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")
@property
def english(self):
return self._english
@english.setter
def english(self, value):
if 0 <= value <= 100:
self._english = value
else:
raise ValueError("Valid value must be in [0, 100]")
def __repr__(self):
return "<Student: {}, math:{}, chinese: {}, english:{}>".format(
self.name, self.math, self.chinese, self.english
)
程序還是一樣的人工智能，非常好。
你以為你寫的代碼，已經(jīng)非常優(yōu)秀，無懈可擊了。
沒想到，你的主管看了你的代碼后，深深地嘆了口氣：類里的三個屬性，math、chinese、english，都使用了 Property 對屬性的合法性進行了有效控制。功能上，沒有問題，但就是太啰嗦了，三個變量的合法性邏輯都是一樣的，只要大于0，小于100 就可以，代碼重復(fù)率太高了，這里三個成績還好，但假設(shè)還有地理、生物、歷史、化學(xué)等十幾門的成績呢，你得寫多少行重復(fù)且沒有意義的代碼？我建議你去了解一下 Python 的描述符。
經(jīng)過主管的指點，你知道了「描述符」這個東西。懷著一顆敬畏之心，你去搜索了下關(guān)于描述符的用法。
其實也很簡單，一個實現(xiàn)了 描述符協(xié)議 的類就是一個描述符。
什么描述符協(xié)議？就是實現(xiàn)了 __get__()、__set__()、__del__() 其中至少一個方法的類，就是一個描述符。
__get__：用于訪問屬性。它返回屬性的值，若屬性不存在、不合法等都可以拋出對應(yīng)的異常。
__set__：將在屬性分配操作中調(diào)用。不會返回任何內(nèi)容。
__delete__：控制刪除操作。不會返回內(nèi)容。
對描述符有了大概的了解后，你開始重寫上面的代碼。
如前所述，Score 類是一個描述器，當(dāng)從 Student 的實例訪問 math、chinese、english這三個屬性的時候，都會經(jīng)過 Score 類里的三個特殊的方法。這里的 Score 避免了 使用Property 出現(xiàn)大量的代碼無法復(fù)用的尷尬。
class Score:
def __init__(self, default=0):
self._score = default
def __set__(self, instance, value):
if not isinstance(value, int):
raise TypeError('Score must be integer')
if not 0 <= value <= 100:
raise ValueError('Valid value must be in [0, 100]')
self._score = value
def __get__(self, instance, owner):
return self._score
def __del__(self):
del self._score
class Student:
math = Score(0)
chinese = Score(0)
english = Score(0)
def __init__(self, name, math, chinese, english):
self.name = name
self.math = math
self.chinese = chinese
self.english = english
def __repr__(self):
return "<Student: {}, math:{}, chinese: {}, english:{}>".format(
self.name, self.math, self.chinese, self.english
)
實現(xiàn)的效果和前面的一樣，可以對數(shù)據(jù)的合法性進行有效控制（字段類型、數(shù)值區(qū)間等）
以上跟大家列舉的具體實例，從最原始的編碼風(fēng)格到 Property ，最后引出描述符。由淺入深，一步一步讓大家感受一下描述符的優(yōu)雅之處。
看完這篇文章，你需要記住的只有一點，就是描述符給我們帶來的編碼上的便利，它在實現(xiàn)保護屬性不受修改、屬性類型檢查 的基本功能，同時有大大提高代碼的復(fù)用率。
