Python中的描述符与属性访问顺序

描述符是Python中一个强大的特性，它允许对象自定义属性访问的行为。理解描述符如何与常规属性访问规则交互至关重要。

1. 描述符协议基础

描述符是实现了特定协议方法的类，这些方法包括：

• __get__(self, obj, type=None): 获取属性值时调用
• __set__(self, obj, value): 设置属性值时调用
• __delete__(self, obj): 删除属性时调用

根据实现的协议方法，描述符分为两类：

• 数据描述符：实现了__set__或__delete__方法
• 非数据描述符：只实现了__get__方法

2. 属性访问的优先级顺序

当通过实例访问属性时，Python按照以下顺序查找：

1. 数据描述符优先级最高
   • 如果该属性是类中的数据描述符，直接调用描述符的__get__方法
   • 数据描述符会覆盖实例字典中的同名属性

class DataDescriptor:
    def __get__(self, obj, type=None):
        return "来自数据描述符的值"
    def __set__(self, obj, value):
        pass

class MyClass:
    attr = DataDescriptor()  # 数据描述符

obj = MyClass()
obj.__dict__['attr'] = '实例字典中的值'
print(obj.attr)  # 输出：来自数据描述符的值

3. 实例字典查找

2. 实例字典查找
   • 如果属性不是数据描述符，查找实例的__dict__
   • 这是最常见的属性访问情况

class MyClass:
    pass

obj = MyClass()
obj.attr = '实例属性值'
print(obj.attr)  # 输出：实例属性值

4. 非数据描述符查找

3. 非数据描述符查找
   • 如果类中有同名的非数据描述符，调用其__get__方法
   • 非数据描述符的优先级低于实例属性

class NonDataDescriptor:
    def __get__(self, obj, type=None):
        return "来自非数据描述符的值"

class MyClass:
    attr = NonDataDescriptor()  # 非数据描述符

obj = MyClass()
print(obj.attr)  # 输出：来自非数据描述符的值

obj.attr = '实例属性值'  # 现在实例字典中有该属性
print(obj.attr)  # 输出：实例属性值（覆盖了非数据描述符）

5. 类属性查找

4. 类属性查找
   • 如果在实例和描述符中都没找到，查找类属性
   • 包括类变量、方法等

class MyClass:
    class_attr = '类属性值'

obj = MyClass()
print(obj.class_attr)  # 输出：类属性值

6. 继承链查找

5. 继承链查找
   • 如果在当前类中没找到，按照MRO顺序在父类中查找
   • 包括父类中的描述符、类属性等

7. 完整的查找顺序总结

属性访问的完整优先级顺序为：

1. 数据描述符（最高优先级）
2. 实例字典（obj.__dict__）
3. 非数据描述符
4. 类属性（cls.__dict__）
5. 父类继承链（按照MRO）
6. __getattr__方法（如果定义）

8. 实际应用示例

class DataDescriptor:
    def __get__(self, obj, type=None):
        return "数据描述符"
    def __set__(self, obj, value):
        print("设置数据描述符")

class NonDataDescriptor:
    def __get__(self, obj, type=None):
        return "非数据描述符"

class Example:
    data_desc = DataDescriptor()      # 数据描述符
    non_data_desc = NonDataDescriptor() # 非数据描述符
    class_attr = "类属性"              # 普通类属性

# 测试访问顺序
obj = Example()

# 1. 数据描述符优先
print(obj.data_desc)  # 输出：数据描述符

# 2. 实例属性覆盖非数据描述符
print(obj.non_data_desc)  # 输出：非数据描述符
obj.non_data_desc = "实例属性"
print(obj.non_data_desc)  # 输出：实例属性

# 3. 类属性访问
print(obj.class_attr)  # 输出：类属性

理解这个优先级顺序对于编写高级Python代码、设计框架和调试属性相关的问题非常重要。