面向对象编程——获取对象信息

Posted 2020-10-15 明王不动心

当我们拿到一个对象的引用时，如何知道这个对象是什么类型、有哪些方法呢？

 

使用type()

首先，我们来判断对象类型，使用type()函数：

基本类型都可以用type()类型：

>>> type(123)
<class ‘int‘>
>>> type(‘str‘)
<class ‘str‘>
>>> type(None)
<class ‘NoneType‘>

如果一个变量指向函数或者类，也可以用type()判断：

>>> type(abs)
<class ‘builtin_function_or_method‘>
>>> type(a)
<class ‘__main__.Animal‘>

但是type()函数返回的是什么类型呢？它返回对应的class类型。如果我们要在if语句中判断，就需要比较两个变量的type类型是否相同：

>>> type(123) == type(456)
True
>>> type(123) == int
True
>>> type(‘123‘) == type(‘abc‘)
True
>>> type(‘abc‘) == str
True
>>> type(‘abc‘) == type(123)
False

判断基本数据类型可以直接写int，str等，但如果要判断一个对象是否是函数怎么办？可以使用types模块中定义的常量：

>>> type(fn) == types.FunctionType
True
>>> type(abs) == types.BuiltinFunctionType
True
>>> type(lambda x:x) == types.LambdaType
True
>>> type((x for x in range(10))) == types.GeneratorType
True

 

使用isinstance()

对于class的继承关系来说，使用type()就很不方便。我们要判断class的类型，可以使用isinstance()函数。

我们回顾上次的例子，如过继承关系是：

object -> Animal -> Dog -> Husky

那么，isinstance()就可以告诉我们，一个对象是否是某种类型。先创建3种类型的对象：

>>>a = Animal()
>>>d = Dog()
>>>h = Husky()

然后，判断：

>>>isinstance(h,Husky)
True

没有问题，因为h变量指向的就是Husky对象。

再判断：

>>>isinstance(h,Dog)
True

h虽然自身是Husky类型，但由于Husky是从Dog继承下来的，所以，h也还是Dog类型。换句话说，isinstance()判断的是一个对象是否是类型本身，或者位于该类型的父继承链上。

因此，我们可以确信，h还是Animal类型：

>>>isinstance(h,Animal)
True

同理，实际类型是Dog的d也是Animal类型：

>>>isinstance(d,Dog) and isinstance(d,Animal)
True

但是，d不是Husky类型：

>>>isinstance(d,Husky)
True

能用type()判断的基本类型也可以用isinstance()判断：

>>> isinstance(‘a‘,str)
True
>>> isinstance(123,int)
True
>>> isinstance(b‘a‘,bytes)
True

并且可以判断可以判断某些变量是否是某些类型中的一种，比如下面的代码就可以判断是否是list或者tuple：

>>> isinstance([1,2,3],(list,tuple))  #一对多匹配
True
>>> isinstance((1,2,3),(list,tuple))
True
>>> isinstance([1,2,3],[list,tuple])  #后面不能使用列表
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: isinstance() arg 2 must be a type or tuple of types

总是优先使用isinstance()判断类型，可以将指定类型及子类“一网打尽”。

 

使用dir()

如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用dir()函数，它返回一个包含字符串的list，比如，获得一个str对象的所有属性和方法：

>>> dir(‘ABC‘)
[‘__add__‘, ‘__class__‘, ‘__contains__‘, ‘__delattr__‘, ‘__dir__‘,........‘upper‘, ‘zfill‘]

类似__xxx__的属性和方法在python中都有特殊用途，比如__len__方法返回长度。

在python中，如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度，实际上，在len()函数内部，它自动去调用该对象的__len__()方法，所以下面的代码是等价的：

>>> len(‘ABC‘)
3
>>> ‘ABC‘.__len__()
3

我自己写的类，如果也想用len(myObj)的话，就自己写一个__len__()方法：

>>> class MyDog(object):
...     def __len__(self):
...         return 100
...
>>> dog = MyDog()
>>> len(dog)   #调用自己的方法
100

剩下的都是普通属性或方法，比如lower()返回小写的字符串：

>>> ‘ABC‘.lower()
‘abc‘

仅仅把属性和方法列出来是不够的，配合getattr()、setattr()以及hasattr()，我们可以直接操作一个对象的状态：

>>> class MyObject(object):
...     def __init__(self):
...         self.x = 9
...     def power(self):
...         return self.x * self.x
...
>>> obj = MyObject()

紧接着可以测试该对象的属性：

>>> hasattr(obj,‘x‘)   #该对象有“x”属性吗？
True
>>> hasattr(obj,‘y‘)   #该对象有“y”属性吗？
False
>>> setattr(obj,‘y‘,19)#设置一个新的属性“y”
>>> hasattr(obj,‘y‘)   #该对象有“y”属性吗？
True                   #有
>>> getattr(obj,‘y‘)   #获取该对象的“y”属性的值
19
>>> obj.y   #还可以这样获取属性喔
19

如果试图获取不存在的属性，会抛出AttributeError的错误：

>>> getattr(obj,‘z‘)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: ‘MyObject‘ object has no attribute ‘z‘

可以传入一个default参数，如果属性不存在，就返回默认值：

>>> getattr(obj,‘z‘,404)
404

也可以获得对象的方法：

>>> hasattr(obj,‘power‘)   #有属性‘power’吗？
True
>>> getattr(obj,‘power‘)   #获取属性“power”
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x000002B4BA7C1710>>
>>> fn = getattr(obj,‘power‘)  #获取属性“power”并赋值到变量fn
>>> fn   #fn指向obj.power
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x000002B4BA7C1710>>
>>> obj.power  #其实是一样的
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x000002B4BA7C1710>>
>>> fn()   #执行方法
81

 

小结

通过内置的一系列函数，我们可以对任意一个python对象进行剖析，拿到其内部的数据。

要注意的是，只有在不知道对象信息的时候，我们才会获取对象信息。如果可以直接写：

>>> sum = obj.x + obj.y
>>> sum
28

就不要写：

>>> num = getattr(obj,‘x‘) + getattr(obj,‘y‘)
>>> num
28    #虽然得到了同样的结果

一个正确的用法的例子如下：

>>> def readImage(fp):
...     if hasattr(fp,‘read‘):  #先判断是否有read属性
...         return readImage(fp)
...     return None

假设我们希望从文件流fp中读取图像，我们首先要判断fp对象是否存在read方法，

如果存在，则该对象是一个流，如果不存在，则无法读取。hasattr()就派上了用场。

请注意，在python这类动态语言中，根据鸭子类型，有read()方法，不代表该对象就是一个文件流，

它也可能是网络流，也可能是内存中的一个字节流，但只要read()方法返回的是有效的图像数据，就不影响读取图像的功能。