Python中的属性拦截与属性管理（__getattr__、__getattribute__、__setattr__、__delattr__）详解

这个题目虽然出现在已讲列表，但我会从不同的角度深入讲解，重点放在实际应用场景和陷阱防范上。

1. 基础概念回顾
属性拦截是Python对象模型的核心机制，通过四个特殊方法实现：

• __getattr__：当正常属性查找失败时调用
• __getattribute__：所有属性访问的第一个入口点
• __setattr__：设置属性时调用
• __delattr__：删除属性时调用

2. __getattr__ vs __getattribute__的深度解析
关键区别在于调用时机和风险控制：

• __getattr__是"安全网"，只在属性不存在时触发
• __getattribute__是"总闸门"，拦截所有属性访问

class SafeDict:
    def __init__(self):
        self._data = {}
    
    def __getattr__(self, name):
        # 只有正常查找失败时才调用
        if name in self._data:
            return self._data[name]
        raise AttributeError(f"'{type(self).__name__}' object has no attribute '{name}'")
    
    def __getattribute__(self, name):
        # 所有属性访问都先经过这里
        if name.startswith('_'):
            # 避免递归：使用object.__getattribute__访问真实属性
            return object.__getattribute__(self, name)
        return super().__getattribute__(name)

3. 递归陷阱与解决方案
__setattr__和__getattribute__容易引发递归：

class RecursionSafe:
    def __init__(self):
        # 错误写法：self.value = 0 会导致无限递归
        object.__setattr__(self, 'value', 0)  # 正确方式
    
    def __setattr__(self, name, value):
        # 必须避免直接使用self.name = value
        print(f"设置属性 {name} = {value}")
        object.__setattr__(self, name, value)  # 通过基类方法避免递归

4. 实际应用：惰性属性加载
结合属性拦截实现性能优化：

class LazyLoader:
    def __init__(self):
        self._cache = {}
    
    def __getattr__(self, name):
        if name not in self._cache:
            # 模拟耗时的初始化过程
            print(f"惰性加载 {name}...")
            self._cache[name] = f"值_{name}"
        return self._cache[name]

5. 属性访问控制的高级模式
实现只读属性或验证逻辑：

class ValidatedObject:
    def __setattr__(self, name, value):
        if name == 'age' and not isinstance(value, (int, float)):
            raise TypeError("年龄必须是数字")
        if name == 'email' and '@' not in value:
            raise ValueError("无效的邮箱格式")
        super().__setattr__(name, value)

6. 与描述符协议的协作
属性拦截方法优先级低于描述符：

class Descriptor:
    def __get__(self, instance, owner):
        return "描述符优先"
    
class TestClass:
    attr = Descriptor()
    
    def __getattr__(self, name):
        return "拦截器备用"

7. 最佳实践总结

• 在__getattribute__中访问现有属性时，始终使用object.__getattribute__()
• __setattr__中设置属性时，使用object.__setattr__()或super().__setattr__()
• 明确区分数据属性和方法属性的处理逻辑
• 考虑与property、描述符等机制的优先级关系

这种深入理解能帮助你在实际开发中正确实现动态属性、代理模式、ORM映射等高级功能。