Python之反射淺談

日期：2020年3月19日
作者：Commas
註釋：學習就是爲了忘記
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一、反射是什麼？

反射是一個非常重要的概念，它是一種字符串與對象的映射關係，利用字符串去操作對象，可以對操作的對象進行成員的查找、獲取、添加以及刪除。通俗地說，反射是一種基於字符串的事件驅動，使用字符串就可以獲取對象中的屬性或方法（方法的內存地址，加西文圓括號()與對應傳參，即可執行），也可以添加或刪除對象中的屬性或方法，是不是很神奇呢？那我們接着往下看吧。

二、反射的四大工具

所謂工欲善其事，必先利其器。我們先來了解一下python反射的四大工具，如下：

分類	內置函數（工具）	說明
判斷	hasattr(obj, name)	判斷對象obj中是否有屬性name
獲取	getattr(obj, name[, default])	獲取對象obj的屬性name，等價於obj.name。若default有值，則name不存在就調用obj.default，否則name不存在就拋出異常
新增	setattr(obj, name, value)	給對象obj設置一個屬性name，並且爲其賦值value，等價於obj.name = value
刪除	delattr(obj, name)	刪除對象obj的name屬性，等價於del obj.name

其中attr是attribute的縮寫，即屬性。

三、反射的對象有哪些？

可以使用反射的對象總共有4類，如下：

• 實例化對象
• 類（類也是一個對象，類對象）
• 本模塊（.py結尾文件）
• 其他模塊（.python結尾文件）

（1）實例化對象的反射實例

class Rectangle:
    """矩形類"""
    def __init__(self, b, h):
        self.b = b
        self.h = h

    def cal_area(self):
        return self.b*self.h

    def cal_perimeter(self):
        return (self.b+self.h)*2


def main():
    # 實例化對象
    rect = Rectangle(4, 5)
    # （1）直接調用對象方法
    print("（1）直接調用對象方法")
    print(rect.b)
    print(rect.h)
    print(rect.cal_area())
    print(rect.cal_perimeter())

    # （2）實例化對象的反射
    print("（2）實例化對象的反射")
    list_attr = ["b", "h", "cal_area", "cal_perimeter"]
    for str_attr in list_attr:
        if hasattr(rect, str_attr):
            obj_attr = getattr(rect, str_attr)
            if callable(obj_attr):  # if hasattr(obj_attr, '__call__'): #判斷是否可調用，即是否爲方法
                # 反射屬性（對象方法）的地址
                # print("{}的地址爲：{}".format(str_attr, obj_attr))
                # 執行方法
                print("{}(方法)的計算結果爲 {}".format(str_attr, obj_attr()))
            else:
                print("{}（屬性）的值爲{}".format(str_attr, obj_attr))


if __name__ == "__main__":
    main()

控制檯輸出結果：
（1）直接調用對象方法
4
5
20
18
（2）實例化對象的反射
b（屬性）的值爲4
h（屬性）的值爲5
cal_area(方法)的計算結果爲20
cal_perimeter(方法)的計算結果爲18

（2）類對象的反射實例

class Rectangle:
    """矩形類"""
    def __init__(self, b, h):
        self.b = b
        self.h = h

    @classmethod
    def show_me(cls):
        return "大家好，我是{}".format(cls.__doc__)

    @staticmethod
    def show_me2():
        return "我是一個Rectangle類中的靜態方法show_me2()"

    def cal_area(self):
        return self.b*self.h

    def cal_perimeter(self):
        return (self.b+self.h)*2


def main():
    list_attr = ["__doc__", "show_me", "show_me2"]
    for str_attr in list_attr:
        if hasattr(Rectangle, str_attr):
            obj_attr = getattr(Rectangle, str_attr)
            if callable(obj_attr):  # if hasattr(obj_attr, '__call__'): #判斷是否可調用，即是否爲方法
                # 反射屬性（對象方法）的地址
                # print("{}的地址爲：{}".format(str_attr, obj_attr))
                # 執行方法
                print("{}(方法)的計算結果爲 {}".format(str_attr, obj_attr()))
            else:
                print("{}（屬性）的值爲{}".format(str_attr, obj_attr))


if __name__ == "__main__":
    main()

控制檯輸出結果：
__doc__（屬性）的值爲矩形類
show_me(方法)的計算結果爲 大家好，我是矩形類
show_me2(方法)的計算結果爲 我是一個Rectangle類中的靜態方法show_me2()

（3）本模塊的反射實例

import sys

var1 = "我是來自selfpy.py中的變量var1"


def show_me():
    return "我是來自selfpy.py中的show_me()"


def main():
    # 獲取本模塊的對象
    print("__name__的值爲%s" % __name__)
    obj = sys.modules[__name__]

    # （1）獲取屬性var1
    str_attr = "var1"
    print("（1）獲取屬性%s" % str_attr)
    if hasattr(obj, str_attr):
        print(getattr(obj, str_attr))
    else:
        print("未找到%s" % str_attr)
    # 調用函數show_me()

    # （2）獲取屬性var2
    str_attr = "var2"
    print("（2）獲取屬性%s" % str_attr)
    if hasattr(obj, str_attr):
        print(getattr(obj, str_attr))
    else:
        print("未找到%s" % str_attr)

    # （3）調用函數show_me()
    str_attr = "show_me"
    print("（3）獲取屬性%s()" % str_attr)
    if hasattr(obj, str_attr):
        print(getattr(obj, str_attr))
        print(getattr(obj, str_attr)())
    else:
        print("未找到%s" % str_attr)


if __name__ == '__main__':
    main()

控制檯輸出結果：
__name__的值爲__main__
（1）獲取屬性var1
我是來自selfpy.py中的變量var1
（2）獲取屬性var2
未找到var2
（3）獲取屬性show_me()
<function show_me at 0x000002964D70C268>
我是來自selfpy.py中的show_me()

知識加油站：

模塊或工具	說明
sys	sys模塊是與python解釋器交互的一個接口
sys.modules	一個全局字典，該字典是python啓動後就加載在內存中。每當導入新的模塊，sys.modules將自動記錄該模塊。當第二次再導入該模塊時，python會直接到字典中查找，從而加快了程序運行的速度。它擁有字典所擁有的一切方法。

（4）其他模塊的反射實例

現在我們準備兩個py文件：

• 其他py文件：otherpy.py
• 本py文件：selfpy.py

其他py文件otherpy.py的代碼如下：

var1 = "我是來自otherpy.py中的變量var1"

def show_me():
    return "我是來自otherpy.py中的show_me()"

本py文件selfpy.py的代碼如下：

def main():
    # 導入其它py文件（對象）,NO1和NO2兩種方法選一種
    
    # NO1:import object直接導入
    # import otherpy as obj
    
    # NO2:__import__(modules),其中modules爲對象的字符串名稱
    # 實現了基於字符串的動態的模塊導入
    obj = __import__("otherpy")

    # （1）獲取屬性var1
    str_attr = "var1"
    print("（1）獲取屬性%s" % str_attr)
    if hasattr(obj, str_attr):
        print(getattr(obj, str_attr))
    else:
        print("未找到%s" % str_attr)
    # 調用函數show_me()

    # （2）獲取屬性var2
    str_attr = "var2"
    print("（2）獲取屬性%s" % str_attr)
    if hasattr(obj, str_attr):
        print(getattr(obj, str_attr))
    else:
        print("未找到%s" % str_attr)

    # （3）調用函數show_me()
    str_attr = "show_me"
    print("（3）獲取屬性%s()" % str_attr)
    if hasattr(obj, str_attr):
        print(getattr(obj, str_attr))
        print(getattr(obj, str_attr)())
    else:
        print("未找到%s" % str_attr)


if __name__ == '__main__':
    main()

控制檯輸出結果：
（1）獲取屬性var1
我是來自otherpy.py中的變量var1
（2）獲取屬性var2
未找到var2
（3）獲取屬性show_me()
<function show_me at 0x0000013AFB2DA950>
我是來自otherpy.py中的show_me()

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