【转】探索Python下的property, classmethod, staticmethod的实现

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Python有几个内置方法poperty, classmethod, staticmethod，其中property用来将方法变成属性，而classmethod将一个类的函数变成类方法，staticmethod将类的一个函数变成静态方法。它们是如何使用的，我这里就不讲了，只讲它们可能是怎样实现的。之所以说“可能”，是因为我并不确定，我对Python也只是初学，并且这里讲的可能也只是其中一种实现方式而已。

在讲实现之前我需要稍微介绍一下Python中的Descriptor，Descriptor提供了一种强大的机制来实现对属性的自定义访问。我建议大家都看下Shalabh Chaturvedi的这篇文章，我这篇博客不过是补充它只是简单提到的东西而已，甚至例子也大部分来源于那篇文章。

下面是一个Descriptor的例子（该例子来源于Shalabh Chaturvedi的文章）：
Python代码 
class Desc(object): 
    def __get__(self, obj, cls=None): 
        print '__get__: %s' % ((self, obj, cls),) 
 
    def __set__(self, obj, val): 
        print '__set__: %s' % ((self, obj, val),) 
 
    def __delete__(self, obj): 
        print '__delete__: %s' % ((self, obj), ) 
 
class C(object): 
    d = Desc() 
 
cobj = C() 
x = cobj.d 
cobj.d = 'setting a value' 
cobj.__dict__['d'] = 'try to force a value' 
x = cobj.d 
del cobj.d 
 
x = C.d 
C.d = 'setting a value on class' 

上面的代码输出：
Python代码 
__get__: (<__main__.Desc object at 0xb74b33cc>, <__main__.C object at 0xb74b342c>, <class '__main__.C'>) 
__set__: (<__main__.Desc object at 0xb74b33cc>, <__main__.C object at 0xb74b342c>, 'setting a value') 
__get__: (<__main__.Desc object at 0xb74b33cc>, <__main__.C object at 0xb74b342c>, <class '__main__.C'>) 
__delete__: (<__main__.Desc object at 0xb74b33cc>, <__main__.C object at 0xb74b342c>) 
__get__: (<__main__.Desc object at 0xb74b33cc>, None, <class '__main__.C'>) 

我不想作太多解释，只需要注意访问和给cobj.d赋值调用的是Desc的__get__和__set__方法，即使通过__dict__来覆盖cobj的d属性时也是如此。（需要注意的是：Descriptor分为Data Descriptor和Non-Data Descriptor，区别在于Data Descriptor同时实现__get__和__set__方法，而Non-Data只实现了__get__方法，两者的行为不同，上面的例子是Data Descriptor）。

接下来，我们来看如何利用Descriptor来实现Python内置classmethod方法所提供的功能。为了和内置classmethod区别，我将它命名为myclassmethod，它的实现如下：
Python代码 
def myclassmethod(clsmethod): 
    return ClassMethodDesc(clsmethod) 
 
class ClassMethodDesc(object): 
    def __init__(self, clsmethod): 
        self.clsmethod = clsmethod 
 
    def __get__(self, obj, cls=None): 
        def wrap(*args, **kwargs): 
            return self.clsmethod(cls, *args, **kwargs) 
        return wrap 

myclassmethod返回ClassMethodDesc，它是一个Non-Data Descriptor，只实现了__get__方法，它会返回一个函数，调用这个函数时，它会将调用委托给clsmethod，但第一个参数设置成会传递一个cls参数。它的使用方式和内置的classmethod实现一样，下面是个例子：
Python代码 
class ClassMethodDemo(object): 
    def cls_method(cls): 
        print 'You called class %s' % cls 
 
    cls_method = myclassmethod(cls_method) 
 
if __name__ == '__main__': 
    obj = ClassMethodDemo() 
    obj.cls_method() 
 
    ClassMethodDemo.cls_method() 

上面代码输出：
Python代码 
You called class <class '__main__.ClassMethodDemo'> 
You called class <class '__main__.ClassMethodDemo'> 


实现static方法同样很简单，这里就不写了。下面的myproperty方法实现和内置property基本一样的功能，只是它的参数都是必需的，并且只接受getmethod和setmethod两个方法，不再作解释.
Python代码 
def myproperty(getmethod, setmethod): 
    return PropertyMethodDesc(getmethod, setmethod) 
 
class PropertyMethodDesc(object): 
    def __init__(self, getmethod, setmethod): 
        self.getmethod = getmethod 
        self.setmethod = setmethod 
 
    def __get__(self, obj, cls=None): 
        return self.getmethod(obj) 
 
    def __set__(self, obj, val): 
        return self.setmethod(obj, val) 
 
class PropertyDemo(object): 
    def get_a(self): 
        print 'get_a invoked' 
        return self.__dict__['a'] 
    def set_a(self, val): 
        print 'set_a as %s' % val 
        self.__dict__['a'] = val 
 
    a = myproperty(get_a, set_a) 
 
if __name__ == '__main__': 
    obj = PropertyDemo() 
    obj.a = 5 
    print obj.a