Python: 浅淡Python中的属性(property)

起源：
项目过程中需要研究youtube_dl这个开源组件，翻阅其中对类的使用，对比c#及Delphi中实现，感觉Python属性机制挺有意思。
区别与高级编程语言之单一入口，在类之属性这一方面，它随意的太多，以致于习惯了高级语言的严谨，对如此随意心里倒是有些不安。
也难怪，因为其数据类型弱限制性，往往一个函数返回了一个结果，追溯此返回值类型，有时需要费上许多工夫！
我不是随意的人，但随意起来我还真不是人，用在此处，颇为贴切:b

属性，是对事物某种特性的抽象，面向对象编程中一个重要概念；区别于字段，它通常表示为字段的扩展，加以访问与设置保护机制。
比如动物，它的颜色、重量，都可以说是它的属性，此篇以一动物类来做例子，浅探其中属性机制。

1、新式类和经典类(New-style classes)

Python 2.x默认类为经典类，而对属性支持完全者为新式类，其区别请自行度娘。
Python 3.x默认即为新式类，不必显式继承于object类。
如下面代码类之定义：

#此为经典类
class AnimalClassic:
    pass

#此为新式类，Python 2.2始支持
class Animal(object):
    pass

虽一object差别，但其内在机制，改变颇多。略一窥之，大体如下：

>>>print dir(AnimalClassic) 

返回：

['__doc__', '__module__']

>>>print dir(Animal)

返回：

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

由此可知，其加入了诸多面向对象的支持；此节属性知识，亦基于新式类构建。所以诸君用Python 2.x做开发，写面向对象代码时，切记要继承于object类

2、随意的属性

通常，我们这样定义属性：

class Animal(object):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

即在实例初始化时，__init__函数中赋值，其中值可为实例访问：

a = Animal('black dog', 3)
print 'Name:', a.name
print 'Age:', a.age
a.color = 'Black'
print 'Color:', a.color

结果为：

Name: black dog
Age: 3
Color: Black

看到了吧？运行期，能动态为实例添加属性，比如color。但此方法所添加，只能作用于此实例，而无影响于类
怎么限制它？
用__slots__这个东西。比如，__slots__ = ['name', 'age']，则类只能添加这两个属性，蛋疼，不好用

如果想要在运行期给类添加属性，要用到MethodType这东西，例如：

def set_color(self, color):
    self.color = color
Animal.set_color = MethodType(set_color, None, Animal)

a1 = Animal('yellow dog', 3)
a1.set_color('Yellow')
print a1.color

……喔，有点凌乱，还是不好用！或者说，不好记，心里没谱儿。

3、@property（推荐）

习惯了高级语言的严谨，总想对属性加以访问控制，相对安全些，比如直接在__init__中定义公用属性，从封装性来说，它是不好的写法。
属性之访问，它亦有机制，其一便是@propery关键字。用此关键字，其获取、设置函数，须与属性名一致。
@property可以把一个实例方法变成其同名属性，以支持.号访问，它亦可标记设置限制，加以规范，如下代码：

class Animal(object):
    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self._age = age
        self._color = 'Black'

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

    @name.setter
    def name(self, value):
        if isinstance(value, basestring):
            self._name = value
        else:
            self._name = 'No name'

    @property
    def age(self):
        return self._age

    @age.setter
    def age(self, value):
        if value > 0 and value < 100:
            self._age = value
        else:
            self._age = 0
            # print 'invalid age value.'

    @property
    def color(self):
        return self._color

    @color.setter
    def color(self, value):
        self._color = value;

a = Animal('black dog', 3)
a.name = 'white dog'
a.age = 300
print 'Name:', a.name
print 'Age:', a.age

这样在设定值时候，总算有个判断取舍，是不是好一些？
私有变量以_开头，是种编码约定，当然也可以直接访问它。
不过既如此写，直接访问是不推荐的。
若真要为私有变量，则加双下划线，比如__name，也一样阻止不了访问，但让我们知道，它不想被直接用到，如下代码：

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

a = Animal('black dog')
print a._Animal__name

这种写法当真好奇怪！
引廖雪峰言：总的来说就是，Python本身没有任何机制阻止你干坏事，一切全靠自觉。自觉靠谱么？不见得，但愿做人靠谱。

4、property函数
它以一个函数形式，定义一个属性，与@property实现原理类似，或者就是它的的变异用法。
其原型为：

property(fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None)

譬如上面Animal类，其可用此改为：

class Animal(object):
    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self._age = age
        self._color = 'Black'

    def get_name(self):
        return self._name

    def set_name(self, value):
        if isinstance(value, basestring):
            self._name = value
        else:
            self._name = 'No name'

    name = property(fget=get_name, fset=set_name, fdel=None, doc='name of an animal')

    def get_age(self):
        return self._age

    def set_age(self, value):
        if value > 0 and value < 100:
            self._age = value
        else:
            self._age = 0
            # print 'invalid age value.'

    age = property(fget=get_age, fset=set_age, fdel=None, doc='name of an animal')

a = Animal('black dog', 3)
a.name = 'white dog'
a.age = 3
print 'Name:', a.name
print Animal.name.__doc__
print 'Age:', a.age

其输出结果一样，看来只是写法不同。

后记：
由此可见，Python作为一种解释型语言，其简单易用，但其随意性也大。如此属性篇，也只是阐述其中一点，其它方面须在使用中去学习留意。
习惯了语法严谨，编码亦请以Pythonic的风格去编写，python实在没有多大限制，只要正确计算机都能够编译，代码风格是给人看的，优雅总比零乱好。

如上面几种属性写法，我尤其喜欢@property方式，相对简洁一些。而此写法，亦为youtube-dl推荐样式，着实不错。

参考资料：

Built-in Functions
Python基础：新式类的属性访问
Python深入03 对象的属性