Python 浅淡python中的属性(property)

1. 引言

在Python中，属性是对象的特性，用于存储数据。但有时候我们希望能够对属性进行一些额外的操作，比如验证输入值、计算属性值等。为了实现这些额外的操作，Python提供了属性(property)的概念。在本篇文章中，我们将深入探讨Python中属性的概念、用法和一些常见的应用场景。

2. python属性的概念

在Python中，属性是一个特性，它与对象的状态有关。属性可以分为两种类型：实例属性和类属性。

2.1 实例属性

实例属性是属于一个具体对象的特性。每个对象都可以拥有不同的实例属性。通过构造函数或在对象实例中动态绑定属性的方式来实现。

示例代码如下：

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

p1 = Person("Alice")
p2 = Person("Bob")

在上述示例代码中，name是Person类的一个实例属性。每个实例对象都可以通过.name来访问自己的name属性。

2.2 类属性

类属性是属于一个类的特性。它被所有的实例共享，即类属性在内存中只有一份拷贝。通常情况下，在类的外部通过类名直接访问。

示例代码如下：

class Circle:
    PI = 3.14

    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return self.PI * self.radius * self.radius

c = Circle(5)
print(c.area())  # 输出: 78.5
print(Circle.PI)  # 输出: 3.14

在上述示例代码中，PI是Circle类的一个类属性，它被所有的Circle实例共享。可以通过Circle.PI来访问。

3. 属性的操作方法

在Python中，可以通过以下两种方法来定义和操作属性：使用装饰器或者使用property函数。

3.1 使用装饰器

在Python中，使用@property装饰器可以将一个类方法转换为只读属性，可以通过属性名直接访问。

示例代码如下：

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    @property
    def area(self):
        return 3.14 * self.radius * self.radius

c = Circle(5)
print(c.area)  # 输出: 78.5

在上述示例代码中，area方法被装饰为属性方法，可以直接通过c.area来访问。

3.2 使用`property`函数

property函数返回属性的值，并且可以定义获取、设置和删除属性的方法。可以使用property函数来实现属性的读写和验证操作。

示例代码如下：

class Person:
    def __init__(self, name):
        self._name = name

    def get_name(self):
        print("Getting name...")
        return self._name

    def set_name(self, value):
        print("Setting name...")
        self._name = value

    def del_name(self):
        print("Deleting name...")
        del self._name

    name = property(get_name, set_name, del_name)

p = Person("Alice")
print(p.name)  # 输出: Getting name... Alice
p.name = "Bob"  # 输出: Setting name...
print(p.name)  # 输出: Getting name... Bob
del p.name  # 输出: Deleting name...

在上述示例代码中，name属性使用property函数定义了获取、设置和删除方法，可以通过p.name来访问、设置和删除。

4. 属性的应用场景

属性(property)在Python中有许多应用场景，下面我们将介绍三个常见的应用场景。

4.1 验证输入值

通过定义属性的设置方法，可以对输入值进行验证，确保其符合一定的规则。

示例代码如下：

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

    @radius.setter
    def radius(self, value):
        if value > 0:
            self._radius = value
        else:
            raise ValueError("Radius must be positive.")

c = Circle(5)
print(c.radius)  # 输出: 5
c.radius = 10
print(c.radius)  # 输出: 10
c.radius = -5  # 输出: ValueError: Radius must be positive.

在上述示例代码中，radius属性的设置方法进行了数值的验证，确保输入的半径值大于0。

4.2 计算属性值

通过定义属性的获取方法，可以根据其他属性的值动态计算属性的值。

示例代码如下：

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self._width = width
        self._height = height

    @property
    def width(self):
        return self._width

    @property
    def height(self):
        return self._height

    @property
    def area(self):
        return self._width * self._height

r = Rectangle(5, 10)
print(r.area)  # 输出: 50
r.width = 10  # AttributeError: can't set attribute

在上述示例代码中，area属性的获取方法根据width和height属性的值动态计算面积。

4.3 控制属性访问权限

通过定义属性的获取和设置方法，可以控制属性的访问权限，确保属性的安全性。

示例代码如下：

class BankAccount:
    def __init__(self, balance):
        self._balance = balance

    @property
    def balance(self):
        return self._balance

    @balance.setter
    def balance(self, value):
        if value >= 0:
            self._balance = value
        else:
            raise ValueError("Balance cannot be negative.")

account = BankAccount(1000)
print(account.balance)  # 输出: 1000
account.balance = 2000
print(account.balance)  # 输出: 2000
account.balance = -1000  # 输出: ValueError: Balance cannot be negative.

在上述示例代码中，通过定义balance属性的设置方法，确保账户余额不能为负数。