Python面向对象编程第19篇 只读属性

Posted 2022-04-26 不剪发的Tony老师

本文我们介绍如何定义 Python 只读属性，以及使用只读属性定义计算属性。

只读属性简介

定义只读属性的方法就是创建只有 getter 方法的属性。不过，这种方法定义的不是真正意义上的只读属性，因为我们总是可以访问和修改底层的属性。

只读属性通常用于某些特定场景，例如定义计算属性。

以下示例定义了一个类 Circle，包含 radius 属性和 area() 方法：

import math


class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return math.pi * self.radius ** 2

下面的代码创建了一个新的 Circle 对象，并且返回了它的面积：

c = Circle(10)
print(c.area())

输出结果如下：

314.1592653589793

以上代码可以正常运行。但是，如果 area 是 Circle 对象的一个属性，而不是方法的话，会更加符合我们的常识。为了将 area() 方法修改为属性，可以使用 @property 装饰器：

import math


class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    @property
    def area(self):
        return math.pi * self.radius ** 2


c = Circle(10)
print(c.area)

area 基于 radius 属性的计算结果，因此通常被称为计算属性。

缓存计算属性

假如我们创建了一个新的 Circle 对象，并且多次访问 area 属性。每次访问时，都需要重新计算面积，这种方式不够高效。

为了提高性能，我们只需要在半径发生变化时重新计算圆的面积。如果半径没有改变，我们可以重用之前的面积。为此，我们可以使用以下缓存技术：

• 首先，计算面积并将其缓存。
• 然后，当半径发生改变时重新计算面积；否则直接从缓存中返回面积。

以下代码重新定义了 Circle 类，对 area 属性进行了缓存处理：

import math


class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius
        self._area = None

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

    @radius.setter
    def radius(self, value):
        if value < 0:
            raise ValueError('Radius must be positive')

        if value != self._radius:
            self._radius = value
            self._area = None

    @property
    def area(self):
        if self._area is None:
            self._area = math.pi * self.radius ** 2

        return self._area

首先，在 __init__ 方法中将 _area 设置为 None。_area 属性就是存储面积的缓存。

其次，如果半径发生变化（通过 setter 方法），将 _area 重置为 None。

最后，定义计算属性 area。如果 _area 不为 None，返回它的值；否则，计算面积并将其保存到 _area，返回数据。

总结

• 通过只定义 getter 方法的方式创建只读属性。
• 使用计算属性创建更加自然的类属性。
• 使用缓存改进计算属性的性能。