Python的获取对象信息

落日映苍穹つ 2021-11-22 14:04 328阅读 0赞

当我们拿到一个对象的引用时，如何知道这个对象是什么类型、有哪些方法呢？  
**使用type()**  
首先，我们来判断对象类型，使用`type()`函数：

基本类型都可以用`type()`判断：

>>> type(123)
    <class 'int'>
    >>> type('str')
    <class 'str'>
    >>> type(None)
    <type(None) 'NoneType'>

如果一个变量指向函数或者类，也可以用`type()`判断：

>>> type(abs)
    <class 'builtin_function_or_method'>
    >>> type(a)
    <class '__main__.Animal'>

但是`type()`函数返回的是什么类型呢？它返回对应的Class类型。如果我们要在`if`语句中判断，就需要比较两个变量的type类型是否相同：

>>> type(123)==type(456)
    True
    >>> type(123)==int
    True
    >>> type('abc')==type('123')
    True
    >>> type('abc')==str
    True
    >>> type('abc')==type(123)
    False

判断基本数据类型可以直接写`int`，`str`等，但如果要判断一个对象是否是函数怎么办？可以使用`types`模块中定义的常量：

>>> import types
    >>> def fn():
    ...     pass
    ...
    >>> type(fn)==types.FunctionType
    True
    >>> type(abs)==types.BuiltinFunctionType
    True
    >>> type(lambda x: x)==types.LambdaType
    True
    >>> type((x for x in range(10)))==types.GeneratorType
    True

**使用isinstance()**  
对于class的继承关系来说，使用`type()`就很不方便。我们要判断class的类型，可以使用`isinstance()`函数。

我们回顾上次的例子，如果继承关系是：

object -> Animal -> Dog -> Husky

然后，判断：

>>> isinstance(h, Husky)
    True

没有问题，因为h变量指向的就是Husky对象。

再判断：

>>> isinstance(h, Dog)   //判断h是否是Dog类型
    True

`h`虽然自身是Husky类型，但由于`Husky`是从Dog继承下来的，所以，`h`也还是Dog类型。换句话说，`isinstance()`判断的是一个对象是否是该类型本身，或者位于该类型的父继承链上。

因此，我们可以确信，`h`还是Animal类型：

>>> isinstance(h, Animal)
    True

同理，实际类型是Dog的`d`也是Animal类型：

>>> isinstance(d, Dog) and isinstance(d, Animal)
    True

但是，`d`不是Husky类型：

>>> isinstance(d, Husky)
    False

能用`type()`判断的基本类型也可以用`isinstance()`判断：

>>> isinstance('a', str)
    True
    >>> isinstance(123, int)
    True
    >>> isinstance(b'a', bytes)
    True

并且还可以判断一个变量是否是某些类型中的一种，比如下面的代码就可以判断是否是list或者tuple：

>>> isinstance([1, 2, 3], (list, tuple))
    True
    >>> isinstance((1, 2, 3), (list, tuple))
    True

**总是优先使用isinstance()判断类型，可以将指定类型及其子类“一网打尽”。**

### 使用dir() ###

如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用`dir()`函数，它返回一个包含字符串的list，比如，获得一个str对象的所有属性和方法：

>>> dir('ABC')
    ['__add__', '__class__',..., '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold',..., 'zfill']

类似`__xxx__`的属性和方法在Python中都是有特殊用途的，比如`__len__`方法返回长度。在Python中，如果你调用`len()`函数试图获取一个对象的长度，实际上，在`len()`函数内部，它自动去调用该对象的`__len__()`方法，所以，下面的代码是等价的：

>>> len('ABC')
    3
    >>> 'ABC'.__len__()
    3

我们自己写的类，如果也想用`len(myObj)`的话，就自己写一个`__len__()`方法：

>>> class MyDog(object):
    ...     def __len__(self):
    ...         return 100
    ...
    >>> dog = MyDog()
    >>> len(dog)
    100

剩下的都是普通属性或方法，比如`lower()`返回小写的字符串：

>>> 'ABC'.lower()
    'abc'

仅仅把属性和方法列出来是不够的，配合`getattr()`、`setattr()`以及`hasattr()`，我们可以直接操作一个对象的状态：

>>> class MyObject(object):
    ...     def __init__(self):   //构造器
    ...         self.x = 9
    ...     def power(self):
    ...         return self.x * self.x
    ...
    >>> obj = MyObject()

紧接着，可以测试该对象的属性：

>>> hasattr(obj, 'x') # 有属性'x'吗？
    True
    >>> obj.x
    9
    >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
    False
    >>> setattr(obj, 'y', 19) # 设置一个属性'y'
    >>> hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
    True
    >>> getattr(obj, 'y') # 获取属性'y'
    19
    >>> obj.y # 获取属性'y'
    19

如果试图获取不存在的属性，会抛出AttributeError的错误：

>>> getattr(obj, 'z') # 获取属性'z'
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'MyObject' object has no attribute 'z'

可以传入一个default参数，如果属性不存在，就返回默认值：

>>> getattr(obj, 'z', 404) # 获取属性'z'，如果不存在，返回默认值404
    404

也可以获得对象的方法：

>>> hasattr(obj, 'power') # 有属性'power'吗？
    True
    >>> getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'
    <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
    >>> fn = getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'并赋值到变量fn
    >>> fn # fn指向obj.power
    <bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
    >>> fn() # 调用fn()与调用obj.power()是一样的
    81

### 小结 ###

通过内置的一系列函数，我们可以对任意一个Python对象进行剖析，拿到其内部的数据。要注意的是，只有在不知道对象信息的时候，我们才会去获取对象信息。如果可以直接写：

sum = obj.x + obj.y

就不要写：

sum = getattr(obj, 'x') + getattr(obj, 'y')

一个正确的用法的例子如下：

def readImage(fp):
        if hasattr(fp, 'read'):
            return readData(fp)
        return None

假设我们希望从文件流fp中读取图像，我们首先要判断该fp对象是否存在read方法，如果存在，则该对象是一个流，如果不存在，则无法读取。`hasattr()`就派上了用场。

请注意，在Python这类动态语言中，根据鸭子类型，有`read()`方法，不代表该fp对象就是一个文件流，它也可能是网络流，也可能是内存中的一个字节流，但只要`read()`方法返回的是有效的图像数据，就不影响读取图像的功能。

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