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让 Python 中类的属性具有惰性求值的能力

小岛动漫帝 126

前言:

眼前各位老铁们对“python里面的惰性求值”都比较着重,咱们都需要学习一些“python里面的惰性求值”的相关文章。那么小编也在网摘上收集了一些对于“python里面的惰性求值””的相关文章,希望看官们能喜欢,你们快快来了解一下吧!

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:

要使用这个工具,可以像下面的方式来使用它:

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:

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:

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:

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。

参考

1.

2.《Python Cookbook 第三版》

作者:weapon

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