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让Python中类的属性具有惰性求值的能力

程序猿IT 211

前言:

当前我们对“python里面的惰性求值”大约比较看重,同学们都需要了解一些“python里面的惰性求值”的相关文章。那么小编同时在网上收集了一些关于“python里面的惰性求值””的相关内容,希望大家能喜欢,各位老铁们一起来了解一下吧!

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起步

我们希望将一个只读的属性定义为 property 属性方法,只有在访问它时才进行计算,但是,又希望把计算出的值缓存起来,不要每次访问它时都重新计算。

解决方案

定义一个惰性属性最有效的方法就是利用描述符类来完成它,示例如下:

class lazyproperty:

def __init__(self, fun):

self.fun = fun

def __get__(self, instance, owner):

if instance is None:

return self

value = self.fun(instance)

setattr(instance, self.fun.__name__, value)

return value

要使用这个工具,可以像下面的方式来使用它:

class Circle:

def __init__(self, radius):

self.radius = radius

@lazyproperty

def area(self):

print('Computing area')

return 3.1415 * self.radius ** 2

c = Circle(5)

print(c.area)

print(c.area)

可以看出,这里的实例方法 area() 只会被调用一次。

为什么会这样

如果类中定义了 __get__()、__set__() 、__delete__() 中的任何方法,那么这个就被成为描述符(descriptor)。

一般情况下(我是说一般情况下),访问属性的默认行为是从对象的字典中获取,并沿着一个查找链的顺序进行搜索,比如对于 a.x 有一个查找链,从 a.__dict__['x'] 然后是 type(a).__dict__['x'],再继续通过 type(a) 的基类开始。

而如果查找的值是一个描述符对象,则会覆盖这个默认的搜索行为,优先采用描述符的行为,这个行为会因为如果调用而有些不同。这里就只说明例子中的情况。

如果描述符绑定的对象实例,a.x 则转换为调用: type(a).__dict__['x'].__get__(a, type(a))。

当一个描述符之定义 __get__() 方法,则它的绑定关系比一般情况下要弱化很多。特别是,只有当被访问的属性不存在对象字典中时,__get__() 才会被调用。

更多描述可见文档:

文档地址,私聊获取,看此文最好看下文档

这种惰性求值的方法在很多模块中都会使用,比如django中的 cached_property:

使用上与例子一致,如表单中的 changed_data :

讨论

在大部分情况下,让属性具有惰性求值能力的全部意义就在于提升程序性能。当不需要这个属性时就能避免进行无意义的计算,同时又能阻止该属性重复进行计算。

本文的技巧中有一个潜在的缺点,就是计算出的值后就变成可变的(mutable)。

>>> c.area

78.53

>>> c.area = 3

>>> c.area

3

如果考虑可变性的问题,可以使用另一种实现方式,但执行效率会稍打折扣:

def lazyproperty(func):

name = '_lazy_' + func.__name__

@property

def lazy(self):

if hasattr(self, name):

return getattr(self, name)

value = func(self)

setattr(self, name, value)

return value

return lazy

如果使用这种方式,就会发现 set 操作是不允许的,所有的 get 操作都必须经由属性的 getter 函数来处理,这比直接在实例字典中查找相应的值要慢一些

老规矩,需要资料私聊

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