Python 类的 __dict__.__dict__ 属性是啥？

Posted 2023-02-14

【中文标题】Python 类的 __dict__.__dict__ 属性是啥？

【英文标题】：What is the __dict__.__dict__ attribute of a Python class?Python 类的 __dict__.__dict__ 属性是什么？

【发布时间】：2011-06-20 02:56:27

【问题描述】：

>>> class A(object): pass
... 
>>> A.__dict__
<dictproxy object at 0x173ef30>
>>> A.__dict__.__dict__
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 1, in <fragment>
AttributeError: 'dictproxy' object has no attribute '__dict__'
>>> A.__dict__.copy()
'__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects> ... 
>>> A.__dict__['__dict__']
<attribute '__dict__' of 'A' objects> # What is this object?

如果我做A.something = 10，这将进入A.__dict__。在A.__dict__.__dict__ 中发现的这个<attribute '__dict__' of 'A' objects>是什么，它什么时候包含什么？

【问题讨论】：

更合适的示例变量应该是ive。至少它会使这成为一个更多A.__dict__['ive'] 的问题；）我会看到自己出局

【参考方案1】：

首先A.__dict__.__dict__ 不同于A.__dict__['__dict__']。前者不存在，后者是类实例将具有的__dict__ 属性。它是一个数据描述符对象，它返回特定实例的内部属性字典。总之，对象的__dict__属性不能存储在对象的__dict__中，所以通过类中定义的描述符来访问。

要理解这一点，您必须阅读documentation of the descriptor protocol。

简短版：

对于A 类的实例a，对a.__dict__ 的访问由A.__dict__['__dict__'] 提供，与vars(A)['__dict__'] 相同。 对于A 类，A.__dict__ 的访问权限由type.__dict__['__dict__'] 提供（理论上）与vars(type)['__dict__'] 相同。

---

长版：

类和对象都通过属性运算符（通过类或元类的__getattribute__ 实现）和vars(ob) 使用的__dict__ 属性/协议提供对属性的访问。

对于普通对象，__dict__ 对象会创建一个单独的 dict 对象来存储属性，__getattribute__ 首先尝试访问它并从那里获取属性（在尝试在类通过使用描述符协议，在调用__getattr__之前）。类上的__dict__ 描述符实现了对这个字典的访问。

a.name 相当于按顺序尝试：type(a).__dict__['name'].__get__(a, type(a))（仅当 type(a).__dict__['name'] 是 data 描述符时）、a.__dict__['name']、type(a).__dict__['name'].__get__(a, type(a))、type(a).__dict__['name']。 a.__dict__ 做了同样的事情，但出于明显的原因跳过了第二步。

由于实例的__dict__不可能存储在自身中，而是通过描述符协议直接访问，并存储在实例的特殊字段中。

类也有类似的情况，尽管它们的__dict__ 是一个特殊的代理对象，它伪装成一个字典（但可能不是内部的），并且不允许您更改它或将其替换为另一个.除其他外，此代理允许您访问特定于它的类的属性，而不是在其基础之一中定义的属性。

默认情况下，空类的vars(cls)带有三个描述符：__dict__用于存储实例的属性，__weakref__由weakref内部使用，__doc__是类的文档字符串.如果您定义__slots__，前两个可能会消失。那么你就没有__dict__ 和__weakref__ 属性，而是每个插槽都有一个类属性。这样实例的属性就不会存储在字典中，而对它们的访问将由类中的相应描述符提供。

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最后，A.__dict__ 与 A.__dict__['__dict__'] 的不一致是因为属性 __dict__ 是例外，从不在 vars(A) 中查找，所以对于实际上，您使用的任何其他属性都不是这样。例如，A.__weakref__ 与 A.__dict__['__weakref__'] 相同。如果不存在这种不一致，使用A.__dict__ 将不起作用，您必须始终使用vars(A)。

【讨论】：

感谢您的详细回答。虽然我不得不读了几遍，但我想我已经有一段时间没有学到这么多 Python 的新细节了。

为什么不能将对象的__dict__属性存储在对象的__dict__中？

@zumgruenenbaum 由于__dict__ 旨在存储所有实例属性，因此最终会在对象的__dict__ 上查找obj.x 形式的属性访问，即obj.__dict__['x']。现在，如果__dict__ 没有作为描述符实现，这将导致无限递归，因为要访问obj.__dict__，您需要将其查找为obj.__dict__['__dict__']。描述符规避了这个问题。

【参考方案2】：

让我们来探索一下吧！

>>> A.__dict__['__dict__']
<attribute '__dict__' of 'A' objects>

我想知道那是什么？

>>> type(A.__dict__['__dict__'])
<type 'getset_descriptor'>

getset_descriptor 对象有哪些属性？

>>> type(A.__dict__["__dict__"]).__dict__
<dictproxy object at 0xb7efc4ac>

通过复制dictproxy，我们可以找到一些有趣的属性，特别是__objclass__ 和__name__。

>>> A.__dict__['__dict__'].__objclass__, A.__dict__['__dict__'].__name__
(<class '__main__.A'>, '__dict__')

所以__objclass__ 是对A 的引用，而__name__ 只是字符串'__dict__'，也许是一个属性的名称？

>>> getattr(A.__dict__['__dict__'].__objclass__, A.__dict__['__dict__'].__name__) == A.__dict__
True

我们有它！ A.__dict__['__dict__'] 是一个可以引用回A.__dict__ 的对象。

【讨论】：

PEP 252 说__objclass__ 是定义此属性的类，而不是该类的属性。这使您的 getattr 示例不正确。更正确的是getattr(A().__dict__['__dict__'].__objclass__, A.__dict__['__dict__'].__name__)

@RoshOxymoron 你的表情提高了KeyError: '__dict__'，与@AndrewClark 的相反。

【参考方案3】：

您可以尝试以下简单示例来了解更多信息：

>>> class A(object): pass
... 
>>> a = A()
>>> type(A)
<type 'type'>
>>> type(a)
<class '__main__.A'>
>>> type(a.__dict__)
<type 'dict'>
>>> type(A.__dict__)
<type 'dictproxy'>
>>> type(type.__dict__)
<type 'dictproxy'>
>>> type(A.__dict__['__dict__'])
<type 'getset_descriptor'>
>>> type(type.__dict__['__dict__'])
<type 'getset_descriptor'>
>>> a.__dict__ == A.__dict__['__dict__'].__get__(a)
True
>>> A.__dict__ == type.__dict__['__dict__'].__get__(A)
True
>>> a.__dict__ == type.__dict__['__dict__'].__get__(A)['__dict__'].__get__(a)
True

从上面的例子看来，实例属性是由它们的类来存储的，而类属性是由它们的元类来存储的。这也通过以下方式验证：

>>> a.__dict__ == A.__getattribute__(a, '__dict__')
True
>>> A.__dict__ == type.__getattribute__(A, '__dict__')
True

【讨论】：

奇怪的是，如果在第二次比较中将is替换为==，即A.__dict__ is type.__dict__['__dict__'].__get__(A)，那么python 2.7.15+和3.6.8的结果都是False。

@ArneVogel 这是因为表达式 A.__dict__（或 type.__dict__['__dict__'].__get__(A)）的计算结果为 new types.MappingProxyType 实例：A.__dict__ is not A.__dict__。 （有关此类型历史的更多信息here。）与表达式a.__dict__（或A.__dict__['__dict__'].__get__(a)）相反，其计算结果为相同的dict 实例：a.__dict__ is a.__dict__。