Python面向对象编程之特性(property)

一、统一访问原则

通常，我们访问实例或类的属性时，将返回所存储的相关值。而特性（property）是一种特殊的属性，访问它时会计算它的值。

请看下面的例子：

import math

class Circle():
  def __init__(self, radius):
    self.radius = radius  # 保存半径

  # Circle的一些附加特性
  
  @property
  def area(self):
    return math.pi * self.radius**2

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

if __name__ == '__main__':
  c = Circle(4.0)
  print(f'圆的半径为：{c.radius}')
  print(f'圆的面积为：{c.area}')
  print(f'圆的周长为：{c.perimeter}')

运行效果如下：

从这个例子中，我们可以看到，Circle实例存储了一个变量c.radius。而c.area和c.perimeter是根据该值计算得来的。@property装饰器支持以简单属性的形式访问后面的方法，无需像平时一样添加额外的()来调用该方法。对象的使用者很难发现正在计算一个属性，除非在试图重新定义该属性时生成了错误消息。

这种特性使用方式遵循所谓的统一访问原则。实际上，如果定义一个类，尽可能保持编程接口的统一总是不错的。如果没有特性（property），将会以简单属性（如c.radius）的形式访问对象的某些属性，而其他属性将以方法（如c.area()）的形式进行访问。费力去了解何时添加额外的()会带来不必要的混淆。而特性可以解决此问题。

二、使用特性进行拦截操作

特性（property）还可以拦截操作，以设置和删除属性。这是通过向特性附加其他的setter和deleter方法来实现的，比如下面的代码：

class Foo():
  def __init__(self, name):
    self.__name = name

  @property
  def name(self):
    return self.__name

  @name.setter
  def name(self, value):
    if not isinstance(value, str):
      raise TypeError('must be a string')
    self.__name = value

  @name.deleter
  def name(self):
    raise TypeError('cannot delete name')

f = Foo('lilei')
n = f.name            # 调用f.name() get函数
f.name = 'hanmeimei'  # 调用setter name(f, 'hanmeimei')
f.name = 14           # 调用setter name(f, 45)  -> TypeError
del f.name            # 调用deleter name(f)     -> TypeError

在这个例子中，实现使用@property装饰器和相关方法将属性name定义为只读特性。后面的@name.setter和@name.deleter装饰器将其他方法与name属性上的设置和删除操作相关联。这些方法的名称必须与原始特性的名称完全匹配。在这些方法中，请注意实际的名称值是存储在属性self.__name中。所存储属性的名称无需遵循任何约定，但它必须与特性名称不同，以便将它与特性的名称区分开来。

三、老式写法

以前的老代码中可能还会看到以下这种写法：

class Foo():
  def getname(self):
    return self.__name

  def setname(self, value):
    self.__name = value

  def delname(self):
    raise TypeError('cannot delete name')

  name = property(getname, setname, delname)

这种老的写法仍然可用，但新的装饰器版本会让类看起来更完美一些。例如，如果使用装饰器，get、set、delete这些函数将不会显示为方法。