Python编程思想（26）：成员变量

桃扇骨 2023-02-20 15:55 6阅读 0赞

李宁老师已经在「极客起源」 微信公众号推出《Python编程思想》电子书，囊括了Python的核心技术，以及Python的主要函数库的使用方法。读者可以在「极客起源」 公众号中输入 160442 开始学习。

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**目录**

1. 类变量和实例变量

2. 使用 property函数定义属性

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在类体内定义的变量，默认属于类本身。如果把类当成类命名空间，那么该类变量其实就是定义在类命名空间内的变量。

## 1. 类变量和实例变量 ##

在类命名空间内定义的变量就属于类变量，Python可以使用类来读取、修改类变量。例如，下面代码定义了一个 Teacher类，并为该类定义了多个类变量。

示例代码：class\_var.py

class Teacher :
        name = '李宁'
        salary = 66666.66
        post_code = '12345678'
        def print_info (self):
            # 尝试直接访问类变量
    #        print(name) # 报错
            # 通过类来访问类变量
            print(Teacher.name) # 输出 广州
            print(Teacher.post_code) # 输出 510660
    # 通过类来访问Address类的类变量
    print(Teacher.name)
    teacher = Teacher()
    teacher.print_info()
    # 修改Teacher类的类变量
    Teacher.name = '王军'
    Teacher.post_code = '87654321'
    teacher.print_info()

在这段代码中为Teacher类定义了两个类变量。

对于类变量而言，它们就是属于在类命名空间内定义的变量，因此程序不能直接访问这些变量，程序必须使用类名来调用类变量。不管是在全局范围内还是函数内访问这些类变量，都必须使用类名进行访问。

当程序第1次调用 Teacher对象的print\_info()方法输出两个类变量时，将会输出这两个类变量的初始值。接下来程序通过 Teacher类修改了两个类变量的值，因此当程序第2次通过print\_info方法输出两个类变量时，将会输出这两个类变量修改之后的值。

运行上面代码，将会看到如下输出结果：

李宁
    李宁
    12345678
    王军
    87654321

实际上，Python完全允许使用对象来访问该对象所属类的类变量。看下面的程序：

示例代码：class\_instance\_access\_classvar.py

class Country:
        # 定义两个类变量
        value1 = '中国'
        value2 = 960
        def print_info (self):
            print('info方法中: ', self.value1)
            print('info方法中: ', self.value2)
    
    country = Country()
    print(country.value1) # 中国
    print(country.value2) # 960
    country.print_info()
        
    # 修改Country类的两个类变量
    Country.value1 = '美国'
    Country.value2 = 1234
    # 调用print_info()方法
    country.print_info()

这段代码的Country类中定义了两个类变量，接下来程序完全可以使用 Country对象来访问这两个类变量。

在这段代码的Country类的print\_info方法中，程序使用self访问 Country类的类变量，此时self代表print\_info方法的调用者，也就是 Country对象，因此这是合法的。

在主程序代码区，程序创建了 Country对象，并通过对象调用Country对象的value1和value2类变量，这也是合法的。

实际上，程序通过对象访问类变量，其本质还是通过类名在访问类变量。运行上面程序，将看到如下输出结果：

中国
    960
    info方法中:  中国
    info方法中:  960
    info方法中:  美国
    info方法中:  1234

由于通过对象访问类变量的本质还是通过类名在访问，因此如果类变量发生了改变，当程序访问这些类变量时也会读到修改之后的值。例如为程序增加如下代码（接前面的代码)，修改Country类的两个类变量。

Country.value1='韩国'
    Country.value2 = 250
    # 调用info()方法
    country.print_info()

上面程序修改了Country类的两个类变量，然后通过对象调用print)info实例方法。运行上面代码，将看到如下输出结果。

info方法中:  韩国
    info方法中:  250

从上面的输出结果可以看到，通过实例访问类变量的本质依然是通过类名在访问。需要说明的是，Python允许通过对象访问类变量，但如果程序通过对象尝试对类变量赋值，此时性质就变了。Python是动态语言，赋值语句往往意味着定义新变量。因此，如果程序通过对象对类变量赋值，其实不是对“类变量赋值”，而是定义新的实例变量。

看下面的代码：

实例代码：new\_class\_var.py

class Product:
        # 定义两个类变量
        name = 'iMac'
        price = 11000
        # 定义实例方法
        def buy(self, name, price):
            # 下面赋值语句不是对类变量赋值，而是定义新的实例变量
            self.name = name
            self.price = price
    
    # 创建Product对象
    product = Product()
    product.buy('iPhone', 8000)
    # 访问product的name和price实例变量
    print(product.name) # iPhone
    print(product.price) # 8000
    # 访问Product的name和price类变量
    print(Product.name) # iMac
    print(Product.price) # 11000
    
    Product.name = '类变量name'
    Product.price = '类变量price'
    # 访问product的name和price实例变量
    print(product.name)
    print(product.price)
    
    product.name = '实例变量name'
    product.price = '实例变量price'
    print(Product.name)
    print(Product.price)

在这段代码中通过实例对name和price变量赋值，看上去很像是对类变量赋值，但实际上不是，而是重新定义了两个实例变量（如果第1次调用该方法）。

在这段diamante中调用 Product对象的 buy()方法之后，访问 Product对象的name和price变量。由于该对象本身已有这两个实例变量，因此程序将会输出该对象的实例变量的值。接下来程序通过Product访问它的name和price类变量，此时才是真的访问类变量。

运行上面程序,将看到如下输出结果：

iPhone
    8000
    iMac
    11000
    iPhone
    8000
    类变量name
    类变量price

如果程序通过类修改了两个类变量的值，程序中 Product的实例变量的值也不会受到任何影响。例如如下代码。

Product.name = '类变量name'
    Product.price = '类变量price'
    # 访问product的name和price实例变量
    print(product.name)
    print(product.price)

运行上面代码，可以看到如下输出结果

iPhone
    8000

上面程序开始就修改了Product类中两个类变量的值，但这种修改对 Inventory对象的实例变量没有任何影响。同样，如果程序对一个对象的实例变量进行了修改，这种修改也不会影响类变量和其他对象的实例变量。例如如下代码。

product.name = '实例变量name'
    product.price = '实例变量price'
    print(Product.name)
    print(Product.price)

运行上面代码,将会看到如下输出结果。

类变量name
    类变量 price

从上面的输出结果来看，程序输出的依然是之前对类变量所赋的两个值。

## 2. 使用 property函数定义属性 ##

如果为 Python类定义了getter和setter等访问器方法，可使用 property函数将它们定义成属性（相当于实例变量）。

property函数的语法格式如下：

property(fget=None, fset=None, fdel-None, doc=None)

从上面的语法格式可以看出，在使用 property函数时，可传入4个参数，分别代表 getter方法、 setter方法、del方法和doc，其中doc是一个文档字符串，用于说明该属性。当然,开发者调用 property也可传入0个（既不能读，也不能写的属性）、1个（只读属性）、2个（读写属性）、3个（读写属性，也可删除）和4个（读写属性，也可删除，包含文档说明）参数。

例如,如下程序定义了一个 Rectangle类，该类使用 property函数定义了一个size属性。

示例代码：rectangle.py

class Rectangle:
        # 定义构造方法
        def __init__(self, width, height):
            self.width = width
            self.height = height
        # 定义set_size()函数
        def set_size (self , size):
            self.width, self.height = size
        # 定义getsize()函数
        def get_size (self):
            return self.width, self.height
         # 定义getsize()函数
        def del_size (self):
            self.width, self.height = 0, 0  
        # 使用property定义属性
        size = property(get_size, set_size, del_size, '用于描述矩形大小的属性')
    # 访问size属性的说明文档
    print(Rectangle.size.__doc__)
    # 通过内置的help()函数查看Rectangle.size的说明文档
    help(Rectangle.size)
    rect = Rectangle(5, 6)
    # 访问rect的size属性
    print(rect.size) # (5, 6)
    # 对rect的size属性赋值
    rect.size = 10, 12
    # 访问rect的width、height实例变量
    print(rect.width) # 10
    print(rect.height) # 12
    # 删除rect的size属性
    del rect.size
    # 访问rect的width、height实例变量
    print(rect.width) # 0
    print(rect.height) # 0

这段代码使用 property函数定义了一个size属性，在定义该属性时一共传入了4个参数，这意味着该属性可读、可写、可删除，也有说明文档。所以，该程序尝试对Rectangle对象的size属性进行读、写、删除操作，其实这种读、写、删除操作分别被委托给 get\_size()、 set\_size()和 del\_size()方法来实现。

运行上面程序,将会看到如下输出结果：

用于描述矩形大小的属性
    Help on property:
    
        用于描述矩形大小的属性
    
    (5, 6)
    10
    12
    0
    0

在使用 property函数定义属性时，也可根据需要只传入少量的参数。例如,如下代码使用property函数定义了一个读写属性，该属性不能删除。

class Person :
        def __init__ (self, first, last):
            self.first = first
            self.last = last
        def get_fullname(self):
            return self.first + ',' + self.last
        def set_fullname(self, fullname):
            first_last = fullname.rsplit(',');
            self.first = first_last[0]
            self.last = first_last[1]
        # 使用property()函数定义fullname属性，只传入2个参数
        # 该属性是一个读写属性，但不能删除
        fullname = property(get_fullname, set_fullname)
    p = Person('子龙', '赵')
    # 访问fullname属性
    print(p.fullname)
    # 对fullname属性赋值
    p.fullname = '云长,关'
    print(p.first)
    print(p.last)

在这段代码中使用 property函数定义了 fullname属性，该程序使用 property()函数时只传入两个参数，分别作为 getter和 setter方法，因此该属性是一个读写属性，不能删除。

运行这段代码，将看到如下输出结果：

子龙,赵
    云长
    关

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