Python __call__详解

可以调用的对象

关于 __call__ 方法，不得不先提到一个概念，就是可调用对象（callable），我们平时自定义的函数、内置函数和类都属于可调用对象，但凡是可以把一对括号()应用到某个对象身上都可称之为可调用对象，判断对象是否为可调用对象可以用函数 callable

如果在类中实现了 __call__ 方法，那么实例对象也将成为一个可调用对象，

你也许已经知道，在Python中，方法也是一种高等的对象。这意味着他们也可以被传递到方法中就像其他对象一样。这是一个非常惊人的特性。 在Python中，一个特殊的魔术方法可以让类的实例的行为表现的像函数一样，你可以调用他们，将一个函数当做一个参数传到另外一个函数中等等。这是一个非常强大的特性让Python编程更加舒适甜美。 __call__(self, [args...])

允许一个类的实例像函数一样被调用。实质上说，这意味着 x() 与 x.__call__() 是相同的。注意 __call__ 参数可变。这意味着你可以定义 __call__ 为其他你想要的函数，无论有多少个参数。

__call__ 在那些类的实例经常改变状态的时候会非常有效。调用这个实例是一种改变这个对象状态的直接和优雅的做法。用一个实例来表达最好不过了:

class Entity:
'''调用实体来改变实体的位置。'''

def __init__(self, size, x, y):
    self.x, self.y = x, y
    self.size = size

def __call__(self, x, y):
    '''改变实体的位置'''
    self.x, self.y = x, y

e = Entity(1, 2, 3) // 创建实例
e(4, 5) //实例可以象函数那样执行，并传入x y值，修改对象的x y

实例 --- Flask Wtform

在wtform的validators就使用了这个特性
wtform 定义字段的时候可以为每个字段添加校验器， 而每个校验器的特点都是接受两个参数，form, field。
所以我们可以自己自定义校验器，校验器是可调用对象即可，即函数，对象方法，都可以的。
比如function url_validate(form, field)

使用函数定制

下面提供一个my_length_check()函数，用于验证name长达是否长于50个字符。
这个函数按照规定接受两个参数,form, field，然后就可以根据两个参数进行判断。
这样做是可以的，但是问题是：如果我想自定义错误信息怎么办？而且我想限制的数量也能控制，不是写死， 还有如果有最小值，和最大值呢？ 这里只能固定接受两个参数，不能再传入自定参数，没得更多的自定义了，这样就会限制住了。

def my_length_check(form, field):
    if len(field.data) > 50:
        raise ValidationError('Field must be less than 50 characters')

class MyForm(Form):
    name = StringField('Name', [InputRequired(), my_length_check])

使用闭包和工厂模式

为了解决上面能传入更多自定义参数， 更灵活定制校验，我们进行改造。
使用工厂模式，一个能生产校验器的工厂，而这个工厂能接受其他更灵活的参数，看例子：

def length(min=-1, max=-1, message=None):
    if not message:
        message = 'Must be between %d and %d characters long.' % (min, max)

    def _length(form, field):
        l = field.data and len(field.data) or 0
        if l < min or max != -1 and l > max:
            raise ValidationError(message)

    return _length

class MyForm(Form):
    name = StringField('Name', [InputRequired(), length(max=50)])

这里涉及两个概念：

• 工厂模式
  这个例子的length()是一个工厂，他的工作就是执行的时候，生产一个validator校验器，每次调用，传入不同参数，就会生产不同的校验器，所以叫做工厂模式。

• 闭包
  同时它也是个闭包， 为什么是个闭包？正常情况下执行完length() min, max, message参数就会被回收，不在存在，但是为什么_length()能继续读取min, max, message变量，就是闭包的威力。闭包使得局部变量在函数外被访问成为可能。
  这里的 length() 就是一个闭包，闭包本质上是一个函数，它有两部分组成，_length 函数和变量 min, max, message。闭包使得这些变量的值始终保存在内存中。
  参考：一步一步教你认识Python闭包

这个length(min, max, message) 函数，调用的时候，传入了更多的参数来灵活决定校验器，因为他里面就是返回一个_length的校验器，这个校验器还是遵循规则，只接受form, field 参数， 但是在length() 这个外层却能接受更多参数，而这些参数也能被内层的_length()所使用。

class MyForm(Form):
    name = StringField('Name', [InputRequired(), length(max=50)])

这里的length(max=5)就是返回了个_length函数，wtform调用校验器的时候实际上就是这样调用的：

length(max=50)(form, field)

使用类方法__call__实现

class Length(object):
    def __init__(self, min=-1, max=-1, message=None):
        self.min = min
        self.max = max
        if not message:
            message = u'Field must be between %i and %i characters long.' % (min, max)
        self.message = message

    def __call__(self, form, field):
        l = field.data and len(field.data) or 0
        if l < self.min or self.max != -1 and l > self.max:
            raise ValidationError(self.message)

class MyForm(Form):
    name = StringField('Name', [InputRequired(), Length(max=50)])

这次我们使用类来实现，首先实例化这个校验器Length(max=50)， 这时返回的是对象实例，然后我们定义了方法__call__方法，说明实例对象是可以调用的， 最后的结果就是Length(max=50)(form, field)。
这样实现方法是也是很妙的。
说到这里，类实现方法跟闭包很像，都是把变量封装起来，让真正的校验器能读取到参数。

闭包避免了使用全局变量，此外，闭包允许将函数与其所操作的某些数据（环境）关连起来。这一点与面向对象编程是非常类似的，在面对象编程中，对象允许我们将某些数据（对象的属性）与一个或者多个方法相关联。

__call__其他作用

实例对象也可以像函数一样作为可调用对象来用，那么，这个特点在什么场景用得上呢？这个要结合类的特性来说，类可以记录数据（属性），而函数不行（闭包某种意义上也可行），利用这种特性可以实现基于类的装饰器，在类里面记录状态，比如，下面这个例子用于记录函数被调用的次数：

class Counter:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.count = 0

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        self.count += 1
        return self.func(*args, **kwargs)

@Counter
def foo():
    pass

for i in range(10):
    foo()

print(foo.count)  # 10

首先这里的@Counter是装饰器，执行起来顺序是 foo = Counter(foo)， 实例化，把foo函数传到类Counter里面，并存到对象属性里面，然后返回foo = Counter实例。 这时foo已经是Counter实例，而不是本身foo函数。
当执行foo()的时候，其实已经变成了，执行__call__函数，而这个函数里面是执行了本身的self.func 即foo的实际逻辑， 而且加上了计算调用次数。这样就记录状态了。
太厉害了，这样的实现方式。

https://wtforms.readthedocs.io/en/stable/validators.html#custom-validators
https://stackoverflow.com/questions/9663562/what-is-the-difference-between-init-and-call-in-python
一步一步教你认识Python闭包
简述 init、new、call 方法

作者：大富帅
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来源：简书
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