Apakah parameter diri dalam Python?

Mari kita mulakan dengan apa yang sudah kita ketahui: diri - parameter pertama dalam kaedah - merujuk kepada contoh kelas:

class MyClass:
┌─────────────────┐
▼ │
def do_stuff(self, some_arg): │
print(some_arg)▲│
 ││
 ││
 ││
 ││
instance = MyClass() ││
instance.do_stuff("whatever") │
│ │
└───────────────────────────────┘

Selain itu, hujah ini sebenarnya tidak perlu dipanggil diri - ia hanya konvensyen. Sebagai contoh, anda boleh menggunakannya seperti biasa dalam bahasa lain.

Kod di atas mungkin semula jadi dan jelas kerana anda telah menggunakannya, tetapi kami hanya memberikan .do_stuff() satu hujah (some_arg), tetapi kaedah itu mengisytiharkan dua (self and, some_arg) , ia tidak' nampaknya tidak masuk akal. Anak panah dalam coretan menunjukkan bahawa diri diterjemahkan ke dalam contoh, tetapi bagaimanakah ia sebenarnya diluluskan?

instance = MyClass()
MyClass.do_stuff(instance, "whatever")

Apa yang Python lakukan secara dalaman ialah menukar instance.do_stuff("whatever") kepada MyClass.do_stuff(instance, "whatever"). Kita boleh memanggilnya "Magik Python" di sini, tetapi jika kita ingin benar-benar memahami perkara yang berlaku di sebalik tabir, kita perlu memahami kaedah Python dan bagaimana ia berkaitan dengan fungsi.

Atribut/Kaedah Kelas

Dalam Python, tiada benda seperti objek "kaedah" - sebenarnya kaedah hanyalah fungsi biasa. Perbezaan antara fungsi dan kaedah ialah kaedah ditakrifkan dalam ruang nama kelas, menjadikannya sifat kelas itu.

Sifat ini disimpan dalam kamus kelas __dict__ dan kami boleh mengaksesnya secara langsung atau menggunakan fungsi terbina dalam vars:

MyClass.__dict__["do_stuff"]
# <function MyClass.do_stuff at 0x7f132b73d550>
vars(MyClass)["do_stuff"]
# <function MyClass.do_stuff at 0x7f132b73d550>

Cara paling biasa untuk mengaksesnya ialah cara "kaedah kelas ":

print(MyClass.do_stuff)
# <function MyClass.do_stuff at 0x7f132b73d550>

Di sini kita mengakses fungsi menggunakan atribut kelas dan seperti yang dijangkakan print do_stuff ialah fungsi MyClass. Walau bagaimanapun, kita juga boleh mengaksesnya menggunakan sifat contoh:

print(instance.do_stuff)
# <bound method MyClass.do_stuff of <__main__.MyClass object at 0x7ff80c78de50>

Tetapi dalam kes ini, kita mendapat "kaedah terikat" dan bukannya fungsi asal. Apa yang Python lakukan untuk kita di sini ialah ia mengikat atribut kelas kepada contoh, mencipta apa yang dipanggil "kaedah mengikat". "Kaedah terikat" ini ialah pembalut di sekeliling fungsi asas, yang sudah memasukkan contoh sebagai hujah pertama (diri).

Oleh itu, kaedah ialah fungsi biasa dengan contoh kelas (diri) yang dilampirkan pada parameternya yang lain.

Untuk memahami bagaimana ini berlaku, kita perlu melihat protokol deskriptor.

Protokol Deskriptor

Deskriptor ialah mekanisme di sebalik kaedah, ia adalah objek (kelas) yang mentakrifkan kaedah __get__(), __set__() atau __delete__(). Untuk memahami cara diri berfungsi, mari kita pertimbangkan __get__(), yang mempunyai tandatangan:

descr.__get__(self, instance, type=None) -> value

Tetapi apakah yang sebenarnya dilakukan oleh kaedah __get__()? Ia membolehkan kami menyesuaikan carian harta dalam kelas - atau dengan kata lain - menyesuaikan perkara yang berlaku apabila sifat kelas diakses menggunakan tatatanda titik. Ini sangat berguna memandangkan kaedah benar-benar hanya sifat kelas. Ini bermakna kita boleh menggunakan kaedah __get__ untuk mencipta "kaedah terikat" kelas.

Untuk memudahkan pemahaman, mari kita tunjukkan perkara ini dengan melaksanakan "kaedah" menggunakan deskriptor. Mula-mula, kami mencipta pelaksanaan Python tulen bagi objek fungsi:

import types
class Function:
def __get__(self, instance, objtype=None):
if instance is None:
return self
return types.MethodType(self, instance)
def __call__(self):
return

Kelas Fungsi di atas melaksanakan __get__ , yang menjadikannya deskriptor. Kaedah khas ini menerima contoh kelas dalam parameter contoh - jika parameter ini Tiada, kita tahu bahawa kaedah __get__ dipanggil terus daripada kelas (cth. MyClass.do_stuff), jadi kita hanya mengembalikan diri. Walau bagaimanapun, jika ia dipanggil daripada contoh kelas, seperti instance.do_stuff, maka kami mengembalikan jenis.MethodType, iaitu cara mencipta "kaedah terikat" secara manual.

Selain itu, kami juga menyediakan kaedah khas __call__. __init__ dipanggil apabila kelas dipanggil untuk memulakan instance (cth. instance = MyClass()), manakala __call__ dipanggil apabila instance dipanggil (cth. instance()). Kita perlu menggunakan ini kerana self in types.MethodType(self, instance) mesti boleh dipanggil.

Sekarang kita mempunyai pelaksanaan fungsi kita sendiri, kita boleh menggunakannya untuk mengikat kaedah ke kelas:

class MyClass:
do_stuff = Function()
print(MyClass.__dict__["do_stuff"])# __get__ not invoked
# <__main__.Function object at 0x7f229b046e50>
print(MyClass.do_stuff)# __get__ invoked, but "instance" is None, "self" is returned
print(MyClass.do_stuff.__get__(None, MyClass))
# <__main__.Function object at 0x7f229b046e50>
instance = MyClass()
print(instance.do_stuff)#__get__ invoked and "instance" is not None, "MethodType" is returned
print(instance.do_stuff.__get__(instance, MyClass))
# <bound method ? of <__main__.MyClass object at 0x7fd526a33d30>

Dengan memberikan MyClass atribut do_stuff jenis Function, kami Secara kasar meniru apa yang Python lakukan apabila menentukan kaedah dalam ruang nama kelas.

Ringkasnya, apabila mengakses atribut seperti instance.do_stuff, do_stuff dicari dalam kamus atribut (__dict__) instance. Jika do_stuff mentakrifkan kaedah __get__, do_stuff.__get__ dipanggil, akhirnya memanggil:

# For class invocation:
print(MyClass.__dict__['do_stuff'].__get__(None, MyClass))
# <__main__.Function object at 0x7f229b046e50>
# For instance invocation:
print(MyClass.__dict__['do_stuff'].__get__(instance, MyClass))
# Alternatively:
print(type(instance).__dict__['do_stuff'].__get__(instance, type(instance)))
# <bound method ? of <__main__.MyClass object at 0x7fd526a33d30>

Seperti yang kita ketahui sekarang - kaedah terikat akan dikembalikan - boleh dipanggil dibalut di sekeliling fungsi asal Wrapper yang parameter didahului oleh diri sendiri!

Jika anda ingin meneroka ini dengan lebih lanjut, kaedah statik dan kelas boleh dilaksanakan dengan cara yang sama (https://docs.python.org/3.7/howto/descriptor.html#static-methods-and-class-methods )

Mengapa diri berada dalam definisi kaedah?

Kami kini tahu cara ia berfungsi, tetapi terdapat soalan yang lebih berfalsafah - "Mengapa ia perlu ada dalam definisi kaedah?" , tetapi ia adalah satu yang mengutamakan kesederhanaan.

Python sendiri merangkumi falsafah reka bentuk "lebih teruk lebih baik" - diterangkan di sini. Keutamaan falsafah reka bentuk ini ialah "kesederhanaan", ditakrifkan sebagai:

Reka bentuk mestilah ringkas, termasuk pelaksanaan dan antara muka. Adalah lebih penting bahawa pelaksanaannya mudah daripada antara muka...

Begitulah halnya dengan diri sendiri - pelaksanaan yang mudah dengan mengorbankan antara muka, di mana tandatangan kaedah tidak sepadan dengan seruannya.

Sudah tentu terdapat lebih banyak sebab mengapa kita harus menulis sendiri secara eksplisit, atau mengapa ia mesti dipelihara, beberapa daripadanya diterangkan dalam catatan blog oleh Guido van Rossum (http://neopythonic.blogspot.com/ 2008/10/why-explicit-self-has-to-stay.html), artikel itu membalas permintaan untuk dialih keluar.

Python menghilangkan banyak kerumitan, tetapi pada pendapat saya, menyelami butiran dan kerumitan peringkat rendah adalah sangat berharga untuk pemahaman yang lebih baik tentang cara bahasa berfungsi, apabila keadaan rosak dan penyelesaian masalah/penyahpepijat lanjutan Apabila tidak cukup, ia boleh berguna.

Selain itu, pemahaman deskriptor sebenarnya boleh menjadi agak praktikal kerana mereka mempunyai beberapa kes penggunaan. Walaupun kebanyakan masa anda benar-benar hanya memerlukan deskriptor @property, terdapat beberapa kes di mana deskriptor tersuai masuk akal, seperti yang terdapat dalam SLQAlchemy atau mis.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah parameter diri dalam Python?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!