如何替换/绕过类属性？

Question

我想要一个具有attr 属性的类，当第一次访问它时，它运行一个函数并返回一个值，然后变成这个值（它的类型改变，等等）。

可以通过以下方式获得类似的行为：

class MyClass(object):
    @property
    def attr(self):
        try:
            return self._cached_result
        except AttributeError:
            result = ...
            self._cached_result = result
            return result

obj = MyClass()
print obj.attr  # First calculation
print obj.attr  # Cached result is used

但是，.attr 在执行此操作时不会成为初始结果。如果这样做会更有效率。

一个难点是obj.attr被设置为一个属性后，就不能轻易的设置为别的了，因为无限循环自然会出现。因此，在上面的代码中，obj.attr 属性没有设置器，因此不能直接修改。如果定义了 setter，则在此 setter 中替换 obj.attr 会创建一个无限循环（从 setter 内部访问 setter）。我还想过首先删除 setter，以便能够使用del self.attr 执行常规self.attr = …，但这会调用属性删除器（如果有），这会重新创建无限循环问题（在任何地方对self.attr 的修改通常都倾向于通过属性规则）。

那么，有没有办法绕过属性机制并将绑定的属性obj.attr 替换为MyClass.attr.__getter__ 内的任何东西？

Answer 1

这看起来有点像过早优化：您想通过更改描述符本身来跳过方法调用。

这完全有可能，但必须有理由。

要从您的属性修改描述符，您必须编辑您的类，这可能不是您想要的。

我认为实现这一点的更好方法是：

• 不定义obj.attr
• 覆盖__getattr__，如果参数是“attr”，obj.attr = new_value，否则引发AttributeError

一旦设置了obj.attr，__getattr__ 将不再被调用，因为它仅在属性不存在时调用。 （__getattribute__ 会一直被调用。）

与您最初提议的主要区别在于，第一个属性访问速度较慢，因为__getattr__ 的方法调用开销，但随后它将与常规__dict__ 查找一样事实。

示例：

class MyClass(object):

    def __getattr__(self, name):
        if name == 'attr':
            self.attr = ...
            return self.attr
        raise AttributeError(name)

obj = MyClass()
print obj.attr  # First calculation
print obj.attr  # Cached result is used

编辑：请参阅the other answer，尤其是如果您使用 Python 3.6 或更高版本。

Answer 2

对于使用描述符协议的新型类，您可以通过创建自己的自定义描述符类来做到这一点，该类的__get__() 方法最多会被调用一次。发生这种情况时，然后通过创建与类方法具有相同名称的实例属性来缓存结果。

这就是我的意思。

from __future__ import print_function

class cached_property(object):
    """Descriptor class for making class methods lazily-evaluated and caches the result."""
    def __init__(self, func):
        self.func = func

    def __get__(self, inst, cls):
        if inst is None:
            return self
        else:
            value = self.func(inst)
            setattr(inst, self.func.__name__, value)
            return value

class MyClass(object):
    @cached_property
    def attr(self):
        print('doing long calculation...', end='')
        result = 42
        return result

obj = MyClass()
print(obj.attr)  # -> doing long calculation...42
print(obj.attr)  # -> 42