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學習 Python 這麼久了，說起 Python 的優雅之處，能讓我脫口而出的， Descriptor（描述符）特性可以排得上號。
描述符 是Python 語言獨有的特性，它不僅在應用層使用，在語言語法糖的實現上也有使用到（在下面的文章會一一介紹）。
當你點進這篇文章時
你也許沒學過描述符，甚至沒聽過描述符。
或者你對描述符只是一知半解
無論你是哪種，本篇都將帶你全面的學習描述符，一起來感受 Python 語言的優雅。
1。 為什麼要使用描述符？
假想你正在給學校寫一個成績管理系統，並沒有太多編碼經驗的你，可能會這樣子寫。
看起來一切都很合理
但是程式並不像人那麼智慧，不會自動根據使用場景判斷資料的合法性，如果老師在錄入成績的時候，不小心錄入了將成績錄成了負數，或者超過100，程式是無法感知的。
聰明的你，馬上在程式碼中加入了判斷邏輯。
這下程式稍微有點人工智慧了，能夠自己明辨是非了。
程式是智慧了，但在裡有太多的判斷邏輯，很影響程式碼的可讀性。巧的是，你剛好學過 Property 特性，可以很好的應用在這裡。於是你將程式碼修改成如下，程式碼的可讀性瞬間提升了不少
程式還是一樣的人工智慧，非常好。
你以為你寫的程式碼，已經非常優秀，無懈可擊了。
沒想到，人外有天，你的主管看了你的程式碼後，深深地嘆了口氣：類裡的三個屬性，math、chinese、english，都使用了 Property 對屬性的合法性進行了有效控制。功能上，沒有問題，但就是太囉嗦了，三個變數的合法性邏輯都是一樣的，只要大於0，小於100 就可以，程式碼重複率太高了，這裡三個成績還好，但假設還有地理、生物、歷史、化學等十幾門的成績呢，這程式碼簡直沒法忍。去了解一下 Python 的描述符吧。
經過主管的指點，你知道了「描述符」這個東西。懷著一顆敬畏之心，你去搜索了下關於 描述符的用法。
其實也很簡單，一個實現了 的類就是一個描述符。
什麼描述符協議：在類裡實現了 、、 其中至少一個方法。
：用於訪問屬性。它返回屬性的值，若屬性不存在、不合法等都可以丟擲對應的異常。
：將在屬性分配操作中呼叫。不會返回任何內容。
：控制刪除操作。不會返回內容。
對描述符有了大概的瞭解後，你開始重寫上面的方法。
如前所述，Score 類是一個描述符，當從 Student 的例項訪問 math、chinese、english這三個屬性的時候，都會經過 Score 類裡的三個特殊的方法。這裡的 Score 避免了 使用Property 出現大量的程式碼無法複用的尷尬。
實現的效果和前面的一樣，可以對資料的合法性進行有效控制（欄位型別、數值區間等）
以上，我舉了下具體的例項，從最原始的編碼風格到 Property ，最後引出描述符。由淺入深，一步一步帶你感受到描述符的優雅之處。
到這裡，你需要記住的只有一點，就是描述符給我們帶來的編碼上的便利，它在實現 、 的基本功能，同時有大大提高程式碼的複用率。
2。 描述符的訪問規則
描述符分兩種：
資料描述符：實現了 和 兩種方法的描述符
非資料描述符：只實現了 一種方法的描述符
你一定會問，他們有什麼區別呢？網上的講解，我看過幾個，很多都把一個簡單的東西講得複雜了。
其實就一句話，
資料描述器和非資料描述器的區別在於：它們相對於例項的字典的優先順序不同
。
如果例項字典中有與描述符同名的屬性，如果描述符是資料描述符，優先使用資料描述符，如果是非資料描述符，優先使用字典中的屬性。
這邊還是以上節的成績管理的例子來說明，方便你理解。
需要注意的是，math 是資料描述符，而 chinese 是非資料描述符。從下面的驗證中，可以看出，當例項屬性和資料描述符同名時，會優先訪問資料描述符（如下面的math），而當例項屬性和非資料描述符同名時，會優先訪問例項屬性（）
講完了資料描述符和非資料描述符，我們還需要了解的物件屬性的查詢規律。
當我們對一個例項屬性進行訪問時，Python 會按 → → 順序進行查詢，如果查詢到目標屬性並發現是一個描述符，Python 會呼叫描述符協議來改變預設的控制行為。
3。 基於描述符如何實現property
經過上面的講解，我們已經知道如何定義描述符，且明白了描述符是如何工作的。
正常人所見過的描述符的用法就是上面提到的那些，我想說的是那只是描述符協議最常見的應用之一，或許你還不知道，其實有很多 Python 的特性的底層實現機制都是基於 的，比如我們熟悉的 、 、 和 等。
先來說說 吧。
有了前面的基礎，我們知道了 property 的基本用法。這裡我直接切入主題，從第一篇的例子裡精簡了一下。
不防再簡單回顧一下它的用法，透過property裝飾的函式，如例子中的 math 會變成 Student 例項的屬性。而對 math 屬性賦值會進入 使用 裝飾函式的邏輯程式碼塊。
為什麼說 property 底層是基於描述符協議的呢？透過 PyCharm 點選進入 property 的原始碼，很可惜，只是一份類似文件一樣的偽原始碼，並沒有其具體的實現邏輯。
不過，從這份偽原始碼的魔法函式結構組成，可以大體知道其實現邏輯。
這裡我自己透過模仿其函式結構，結合「描述符協議」來自己實現類 特性。
程式碼如下：
然後 Student 類，我們也相應改成如下
為了儘量讓你少產生一點疑惑，我這裡做兩點說明：
使用裝飾後， 不再是一個函式，而是 類的一個例項。所以第二個math函式可以使用 來裝飾，本質是呼叫 來產生一個新的 例項賦值給第二個。
第一個 和第二個 是兩個不同 例項。但他們都屬於同一個描述符類（TestProperty），當對 math 對於賦值時，就會進入 ，當對math 進行取值裡，就會進入 。仔細一看，其實最終訪問的還是Student例項的 屬性。
說了這麼多，還是執行一下，更加直觀一點。
對於以上理解 的執行原理有困難的同學，請務必參照我上面寫的兩點說明。如有其他疑問，可以加微信與我進行探討。
4。 基於描述符如何實現staticmethod
說完了 ，這裡再來講講 和 的實現原理。
我這裡定義了一個類，用了兩種方式來實現靜態方法。
這兩種寫法是等價的，就好像在 一樣，其實以下兩種寫法也是等價的。
話題還是轉回到 這邊來吧。
由上面的註釋，可以看出 其實就相當於一個描述符類，而 在此刻變成了一個描述符。關於 的實現，你可以參照下面這段我自己寫的程式碼，加以理解。
呼叫這個方法可以知道，每呼叫一次，它都會經過描述符類的 。
5。 基於描述符如何實現classmethod
同樣的 也是一樣。
驗證結果如下
講完了 、和 與 描述符的關係。我想你應該對描述符在 Python 中的應用有了更深的理解。對於 super 的實現原理，就交由你來自己完成。
6。 所有例項共享描述符
透過以上內容的學習，你是不是覺得自己已經對描述符足夠了解了呢？
可在這裡，我想說以上的描述符程式碼都有問題。
問題在哪裡呢？請看下面這個例子。
Student 裡沒有像前面那樣寫了建構函式，但是關鍵不在這兒，沒寫只是因為沒必要寫。
然後來看一下會出現什麼樣的問題呢
從結果上來看，std2 居然共享了 std1 的屬性值，只要其中一個例項的變數發生改變，另一個例項的變數也會跟著改變。
探其根因，是由於此時 math，chinese，english 三個全部是類變數，導致 std2 和 std1 在訪問 math，chinese，english 這三個變數時，其實都是訪問類變數。
問題是不是來了？小明和小強的分數怎麼可能是繫結的呢？這很明顯與實際業務不符。
使用描述符給我們製造了便利，卻無形中給我們帶來了麻煩，難道這也是描述符的特性嗎？
描述符是個很好用的特性，會出現這個問題，是由於我們之前寫的描述符程式碼都是錯誤的。
描述符的機制，在我看來，只是搶佔了訪問順序，而具體的邏輯卻要因地制宜，視情況而定。
如果要把 math，chinese，english 這三個變數變成例項之間相互隔離的屬性，應該這麼寫。
載入程式邏輯進入描述符之後，不管你是獲取屬性，還是設定屬性，都是直接作用於 instance 的。
這段程式碼，你可以仔細和前面的對比一下。
不難看出：
之前的錯誤程式碼，更像是把描述符當做了儲存節點。
之後的正確程式碼，則是把描述符直接當做代理，本身不儲存值。
以上便是我對描述符的全部分享，希望能對你有所幫助。
