Python 中的反射

2024 年 8 月 29 日 | 5 分钟阅读

在本教程中，我们将学习 Python 中的反射机制。我们还将讨论如何实现反射以及它在编程中的有效性。让我们先对反射做一个简要的介绍。

引言

反射是一种机制，它允许检查可能作为参数传递给函数的对象的属性。换句话说，反射用于增强函数的动态描述。例如 - 当我们写 type(obj) 时，Python 将返回 obj 的类型。反射有助于编写一个递归反转函数，该函数可用于列表、字符串以及其他支持切片的序列。

str() 方法返回空字符串，与我们写 ". " 相同。同样，写 list() 与写 [] 相同。

让我们理解下面的例子。

示例 -

def reverse_sequence(sequence):
	sequence_type = type(sequence)
	empty_sequence = sequence_type()
	
	if sequence == empty_sequence:
		return empty_sequence
	
	rest = reverse_sequence(sequence[1:])
	first_sequence = sequence[0:1]
	
	# Combine the result
	final_result = rest + first_sequence
	
	return final_result
print(reverse_sequence([10, 20, 30, 40]))
print(reverse_sequence("JavaTpoint"))

输出

[40, 30, 20, 10]
tniopTavaJ

解释 -

在项目工作中，开发人员会编写大量的类，类有自己的函数等等。程序员可以控制使用哪个类或调用哪个函数。但有时，我们需要根据用户的需求来决定执行哪些代码。用户可能会输入一些数据，或者以其他方式，然后反射会将用户的指令传递给运行特定的代码。这个过程是自动发生的，无需手动检查用户指令是否应执行代码片段，而是反射机制会自动搜索并执行特定的代码块。

启用反射的函数

Python 提供了四种启用反射的方法。这些函数是 -

type()
isinstance()
callable()
dir()

让我们来理解上面的方法。

type() - type() 方法有助于在运行时确定程序中使用的变量的类型。下面是 type() 的示例。

示例 -

number = 26
print(type(number))
  
string = "Python"
print(type(string))
  
list = [1, 31, 36]
print(type(list))

输出

<class 'int'>
<class 'str'>
<class 'list'>

isinstance() - isinstance() 方法接受两个参数，第一个参数是对象，第二个参数是类。此方法确定一个对象是否是该类的实例或子类。让我们通过以下示例来理解。

示例 -

float_val = 3.97
float_new = isinstance(float_val, float)
print("is a float:", float_new)
  
num = 444
number = isinstance(num, int)
print("is an integer:", number)
  
  
string1 = isinstance("Python", str)
print("is a string:", string1)
  
tpl = ('X', 'Y', 'Z', (1,2,3,4))
tuple1 = isinstance(tpl,tuple)
print("is a tuple:", tuple1)
  
st = {1,1,2,3,4,4,4,5}
set1 = isinstance(st,set)
print("is a set:", set1)
  
lst = [23, 67, 98, 2345]
list1 = isinstance(lst,list)
print("is a list:", list1)
  
dct = {1:"Python", 2:"Javascript", 3:"Rust"}
dict1 = isinstance(dct,dict)
print("is a dict:", dict1)

输出

is a float: True
is an integer: True
is a string: True
is a tuple: True
is a set: True
is a list: True
is a dict: True

callable() - callable() 函数确定一个对象是否可调用。我们可以通过使用 __call__() 方法使类可调用。如果传入的对象看起来可调用，callable() 函数将返回 True。让我们通过以下示例来理解。

示例 -

x = 5

def myFunc():
  print("JavaTpoint")
   
y = myFunc

if (callable(x)):
    print("x is callable")
else:
    print("x is not callable")

if (callable(y)):
    print("y is callable")
else:
    print("y is not callable")

输出

x is not callable
y is callable

dir() - dir() 函数返回对象有效属性的列表。如果对象没有 dir() 方法，它会尝试从 __dict__(如果已定义) 方法中查找信息。在这种情况下，dir() 返回的列表可能不完整。让我们通过以下示例来理解。

示例 -

number = [1,2,3]
print(dir(number))

characters = ["a", "b"]
print(dir(number))

输出

['__add__', '__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']
['__add__', '__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']

getattr() - getattr() 方法返回对象命名属性的值。如果属性不存在，函数将返回传递给它的默认值。getattr() 函数接受三个参数：对象、属性名称和默认值。

示例 -

obj = {"name": "John Doe", "age": 30}
getattr(obj, "name")
getattr(obj, "age")
getattr(obj, "height", "Unknown")

输出

"John Doe"
"Unknown"

解释 -

在第一行，我们创建了一个名为 obj 的对象。在第二行，我们使用 getattr() 函数获取 obj 的 name 属性的值。函数返回属性的值，即 "John Doe"。在第三行，我们使用 getattr() 函数获取 obj 的 age 属性的值。函数返回属性的值，即 30。在第四行，我们使用 getattr() 函数获取 obj 的 height 属性的值。该属性不存在，因此函数返回默认值 "Unknown"。

结论

Python 中的反射是运行时检查和修改程序结构和行为的能力。这可以用来使代码更加灵活和动态，允许它适应不同的情况、输入和输出。反射还可以通过允许代码以多种方式使用来使其更具可重用性。我们可以使用反射创建一个可以操作任何对象（无论其类型如何）的函数。

反射用于创建一个能够适应不同用户输入的程序。

我们可以使用反射创建一个程序，该程序可以根据情况生成不同的输出。

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