Python包裝之對象處理

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概念

所有Python的對象都是擴展的PyObject，python的垃圾回收機制是計算引用，這個對象中定義瞭py_ssize就是用來做這個事的。類型對象可以理解為就是自定義的class。在Python中函數間傳遞的是都是泛型指針，所以可以通過PyObject的ob_type屬性來判斷實際的類型，這也是多態的一種表現。

在Python中的垃圾回收機制比較特殊，它采用瞭內存對象池技術，對象釋放的空間歸還給內存池，如果再使用可以從內存池中獲取如果確實不再使用時再回收，與java比較相似。所有的內置對象都有自己所特有的對象緩沖池機制。這種緩沖池中的對象都是不可變對象，池中的對象是共享的，但也不會引起多並發的問題。

一、基礎

1.1、toString方法

class FormatChange:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y

def __repr__(self):
return f'use repr method: ({self.x}, {self.y})'

def __str__(self):
return f'use str method: ({self.x}, {self.y})'
fc = FormatChange(5, 7)
print(fc.__repr__()) # use repr method: (5, 7)
print(fc) # use str method: (5, 7)
print(f'fc is {fc!r}') #!r表示用repr方法代替str方法輸出

1.2、格式化輸出

format_dict = {
'ymd': '{d.year}-{d.month}-{d.day}',
'mdy': '{d.month}/{d.day}/{d.year}',
'dmy': '{d.day}/{d.month}/{d.year}'
}
class Date:
def __init__(self, year, month, day):
self.year = year
self.month = month
self.day = day

def __format__(self, format_type='ymd'):
#format_type: 格式化類型，默認使用 ymd 方式
if not format_type:
format_type = 'ymd'
fmt = format_dict[format_type]
return fmt.format(d=self)#這裡的format是一個鉤子函數
curr_data = Date(2020, 5, 6)
#這處其實調用的format是一個類庫中的方法，然後反向調用瞭自定義覆寫的format方法
print(f'default format: {format(curr_data)}') #2020-5-6
print(f"use mdy format: {format(curr_data, 'mdy')}") #5/6/2020

1.3、創建大對象

用slots創建的對象，其內存占用會減少2/3左右。但缺點是不能再給對象添加新的屬性瞭，也不能實現繼承，所以一般時候隻把他做為內存優化工具，用於存儲大量的數據使用。

class Date:
__slots__ = ['year', 'month', 'day']
def __init__(self, year, month, day):
self.year = year
self.month = month
self.day = day

二、高級用法

2.1、通過字符串式調用函數

import math
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return f'Point({self.x!r:},{self.y!r:})'
def distance(self, x, y):
return math.hypot(self.x - x, self.y - y)
#第一種方式：這種方式感覺用處不是太大，前面還是得new一個對象
p = Point(2, 3)
d = getattr(p, 'distance')(0, 0)
import operator
operator.methodcaller('distance', 0, 0)(p)
#用相同的參數多次調用某個方法時
points = [
Point(1, 2),
Point(3, 0),
Point(10, -3),
Point(-5, -7),
Point(-1, 8),
Point(3, 2)
]
#第二種使用方法： Sort by distance from origin (0, 0)
points.sort(key=operator.methodcaller('distance', 0, 0))
p = Point(3, 4)
d = operator.methodcaller('distance', 0, 0)
print(f'd(p) = {d(p)}')#5.0

2.2、上下文管理器

需要自定義實現enter和exit方法。一般用於網絡連接等工具類中，代碼放在with語句中執行，當出現with時enter方法被調用，返回的值賦值給as後的變量。然後with中的語句開始執行。最後exit被執行進行一些清理工作。在exit方法中自帶瞭異常處理，如果忽略異常可返回None，如果返回True那麼異常會被清空。下面是兩個實現：一個是工具類，另一個是允許嵌套的工廠類：

簡單實現：

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
class LazyConnection:
def __init__(self, address, family=AF_INET, type=SOCK_STREAM):
self.address = address
self.family = family
self.type = type
self.sock = None
def __enter__(self):
if self.sock is not None:
raise RuntimeError('Already connected')
self.sock = socket(self.family, self.type)
self.sock.connect(self.address)
return self.sock
def __exit__(self, exc_ty, exc_val, tb):
self.sock.close()
self.sock = None
from functools import partial
conn = LazyConnection(('www.python.org', 80))
# Connection closed
with conn as s:
# conn.__enter__() executes: connection open
s.send(b'GET /index.html HTTP/1.0\r\n')
s.send(b'Host: www.python.org\r\n')
s.send(b'\r\n')
resp = b''.join(iter(partial(s.recv, 8192), b''))

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