拦截python类中的魔术方法调用

Question

我正在尝试创建一个包含将在多个其他对象中使用的值的类。出于计算的原因，目的是让这个包装的值只计算一次，并将对该值的引用传递给它的用户。由于它的对象容器模型，我不相信这在 vanilla python 中是可能的。相反，我的方法是一个传递的包装类，定义如下：

class DynamicProperty():

    def __init__(self, value = None):
        # Value of the property
        self.value: Any = value

    def __repr__(self):
        # Use value's repr instead
        return repr(self.value)

    def __getattr__(self, attr):
        # Doesn't exist in wrapper, get it from the value 
        # instead
        return getattr(self.value, attr)

以下按预期工作：

wrappedString = DynamicProperty("foo")
wrappedString.upper()  # 'FOO'

wrappedFloat = DynamicProperty(1.5)
wrappedFloat.__add__(2)  # 3.5

但是，通过正常语法隐式调用__add__ 失败：

wrappedFloat + 2  # TypeError: unsupported operand type(s) for 
                  # +: 'DynamicProperty' and 'float'

有没有办法拦截这些隐式方法调用，而无需为 DynamicProperty 显式定义魔术方法来调用其value 属性上的方法？

Answer 1

谈论“通过引用传递”只会让您感到困惑。将该术语保留在您可以选择的语言中，并且它会有所作为。在 Python 中，您总是传递 objects - 这种传递相当于“通过引用传递” - 对于 所有 对象 - 从 None 到 int 到实时异步网络连接池实例。

顺便说一句：语言从对象中检索属性所遵循的算法很复杂，有细节 - 实现__getattr__ 只是冰山一角。完整阅读名为“Data Model”的文档将使您更好地掌握检索属性所涉及的所有机制。

也就是说，这就是“魔术”或“dunder”方法的工作原理 - （名称前有两个下划线和名称后有两个下划线的特殊函数）：当您使用需要存在实现它的方法的运算符时（如__add__ 用于+），该语言会检查对象的类 中的__add__ 方法——而不是实例。并且类上的__getattr__ 只能为该类的实例动态创建属性。 但这不是唯一的问题：您可以创建一个元类（继承自 type）并在此元类上放置一个 __getattr__ 方法。对于您将从 Python 执行的所有查询，看起来您的对象在其类中具有 __add__（或任何其他 dunder 方法）。但是，对于 dunder 方法，Python 不会通过正常的属性查找机制——如果 dunder 方法“物理地”存在于那里，它会直接“查看”类。内存结构中有一些槽，用于保存每个可能的 dunder 方法的类 - 它们要么引用相应的方法，要么为“null”（在 Python 端用 C 编码时，这是“可见的”，默认dir 将在这些方法存在时显示它们，如果不存在则省略它们）。如果它们不存在，Python 只会“说”该对象没有实现该操作和周期。

使用您想要的代理对象解决该问题的方法是创建一个代理类，该代理类具有您要包装的类中的 dunder 方法，或具有所有可能的方法，并在被调用时检查是否底层对象实际上实现了被调用的方法。

这就是为什么“严肃”的代码很少（如果有的话）提供真正的“透明”代理对象。有例外，但从“Weakrefs”到“super()”，再到 concurrent.futures，仅在核心语言和 stdlib 中提及一些，没有人尝试“完全工作的透明代理”——相反，api 是更像是在包装器上调用“.value()”或“.result()”方法来获取原始对象本身。

但是，它可以完成，就像我上面描述的那样。我什至在 pypi 上有一个小的（长期未维护的）包可以做到这一点，为未来包装一个代理。 代码在https://bitbucket.org/jsbueno/lelo/src/master/lelo/_lelo.py

Answer 2

您的情况下的+ 运算符不起作用，因为DynamicProperty 不继承自float。见：

>>> class Foo(float):
    pass

>>> Foo(1.5) + 2
3.5

因此，您需要进行某种动态继承：

def get_dynamic_property(instance):

    base = type(instance)

    class DynamicProperty(base):
        pass

    return DynamicProperty(instance)


wrapped_string = get_dynamic_property("foo")
print(wrapped_string.upper())

wrapped_float = get_dynamic_property(1.5)
print(wrapped_float + 2)

输出：

FOO
3.5