Python 中的反射和自省

本文主要介绍Python中的反射和自省,以及该机制的简单应用

熟悉Java的程序员，一定经常和Class.forName打交道。即使不是经常亲自调用这个方法，但是在很多框架中（spring，eclipse plugin机制）都依赖于JAVA的反射和自省能力。而在python中，也同样有着强大的反射和自省能力，本文将做简单的介绍。

首先看一下自省，介绍一下几个重要的函数：

dir函数，传入的参数是对象，返回该对象的所有属性和函数列表：

如：

>>> import string
>>> dir(string)
['ChainMap', 'Formatter', 'Template', '_TemplateMetaclass', '__builtins__', '__cached__',
'__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_re', '_string',
'ascii_letters', 'ascii_lowercase', 'ascii_uppercase', 'capwords', 'digits', 'hexdigits',
'octdigits', 'printable', 'punctuation', 'whitespace']
>>>

可以看到，string对象的所有函数，属性都列举出来了。

getattr方法，传入参数是对象和该对象的函数或者属性的名字，返回对象的函数或者属性实例，如下：

>>> getattr(string, 'printable')
'0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ!"#$%&\'()*
+,-./:;<=>?@[\\]^_`{|}~ \t\n\r\x0b\x0c'
>>>

callable方法，如果传入的参数是可以调用的函数，则返回true，否则返回false。

>>> callable(getattr(string, 'printable'))
False
>>> callable(getattr(string, 'punctuation'))
False
>>> callable(getattr(string, 'Formatter'))
True
>>>

下面这段代码列出对象所有函数：

methodList = [method for method in dir(object) if callable(getattr(object,method))]

比如查看string的所有函数：

>>> methodList = [method for method in dir(string) if callable(getattr(string, method))]
>>> methodList
['ChainMap', 'Formatter', 'Template', '_TemplateMetaclass', 'capwords']
>>>

接下来，看看python的是如何体现反射的。

globals（）

这个函数返回一个map，这个map的key是全局范围内对象的名字，value是该对象的实例。

在不导入任何module下，执行globals（）的结果如下：

>>> globals()
{'__doc__': None, '__package__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>,
'__spec__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>,
 '__name__': '__main__'}
>>>

在导入sys后，可以发现，globals（）返回的map中，多了sys module：

>>> import sys
>>> globals()
{'__doc__': None, '__package__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>,
'__spec__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>,
 '__name__': '__main__', 'sys': <module 'sys' (built-in)>}
>>>

在导入sgmllib，如下:

如果导入类后，在map中，可以找到类。

所以，只要将class的名字最为key，即可得到class。如下：

而如果要实例化一个对象，可以如下：

这样，实现了类似java中，Class.forName（）.newInstance()的功能。但是，在使用globals函数之前，还需要导入相应的类，如果不导入，而直接使用globals[‘...’]查找这个类，则会抛出异常。

所以，我在介绍一种可以动态导入的方法。

首先，介绍一个函数 __import__, 这个函数传入的参数是module的名字，返回这个module，然后，在结合之前介绍过的getattr，于是，我们可以写出下面两句代码，实现对象的自省。

由此可见，python提供的反射和自省机制是十分便捷的。这也方便了很多操作。比如，如下这段代码，将导入脚本文件所在文件夹下的所有测试文件（以test结尾的脚本文件0，并进行测试）

代码出自dive in python（这本书写的很好），比较容易理解，不做详细介绍了。主要是先获得目录，然后过滤出符合条件的脚本文件，去掉后缀名，作为模块加载。

参考：http://blog.csdn.net/lokibalder/article/details/3459722

http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2011/01/02/1924317.html