目錄

一、__getattribute__方法詳解

1.1 基本概念

1.2 示例分析

1.3 注意事項

二、__getattr__方法詳解

2.1 基本概念

2.2 示例分析

2.3 注意事項

三、__getattribute__與__getattr__的區別對比

3.1 調用時機

3.2 應用場景

3.3 性能影響

四、屬性查找順序

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屬性查找是一個基礎而又關鍵的操作，當我們使用點號（.）來訪問對象的屬性時，比如obj.attr，Python 會在對象及其所屬類的層次結構中進行搜索，以找到對應的屬性值。在這個過程中，__getattribute__和__getattr__這兩個特殊方法起著至關重要的作用。理解它們的工作機制和區別，對于編寫高效、健壯的 Python 代碼至關重要。本文將深入探討這兩個方法，幫助大家掌握它們的用法。

一、__getattribute__方法詳解

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1.1 基本概念

__getattribute__是 Python 中的一個特殊方法，屬于新式類（在 Python 2.2 及以上版本中，所有類默認都是新式類）。

當我們嘗試訪問對象的任何屬性時，無論該屬性是否存在，Python 都會首先調用對象的__getattribute__方法。這個方法的定義如下：

def __getattribute__(self, name):pass

其中，self是對象自身的引用，name是要訪問的屬性名稱，它是一個字符串。例如，當執行obj.attr時，name的值就是'attr'。

1.2 示例分析

class MyClass:def __init__(self):self.attribute = "Hello, World!"def __getattribute__(self, name):print(f"正在訪問屬性: {name}")return super().__getattribute__(name)obj = MyClass()
print(obj.attribute)

在上述代碼中，我們定義了一個MyClass類，并在其中重寫了__getattribute__方法。當創建obj實例并訪問其attribute屬性時，__getattribute__方法會首先被調用。它打印出正在訪問的屬性名稱，然后通過super().__getattribute__(name)調用父類（即object類）的__getattribute__方法來獲取實際的屬性值。這樣做是為了避免在__getattribute__方法內部出現無限遞歸調用。如果我們在__getattribute__方法中直接使用self.name來獲取屬性值，會再次觸發__getattribute__方法，從而導致遞歸錯誤。

1.3 注意事項

在重寫__getattribute__方法時，一定要注意避免遞歸錯誤。如前面提到的，不要在方法內部使用self.attr這種方式來獲取屬性值，而應該使用super().__getattribute__(attr)。另外，__getattribute__方法無論屬性是否存在都會被調用，這意味著即使訪問一個不存在的屬性，也會進入這個方法。如果在__getattribute__方法中沒有找到對應的屬性，并且沒有拋出AttributeError異常，那么__getattr__方法將不會被調用。

二、__getattr__方法詳解

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2.1 基本概念

__getattr__同樣是 Python 中的特殊方法。

與__getattribute__不同，__getattr__只有在常規的屬性查找（在對象的__dict__和類的__dict__及其父類的__dict__中查找）失敗，并且對象所屬的類定義了__getattr__方法時才會被調用。它的定義如下：

def __getattr__(self, name):pass

self和name的含義與__getattribute__方法中的相同。當 Python 在對象及其類的層次結構中找不到指定的屬性時，就會調用__getattr__方法，嘗試通過這個方法來獲取屬性值或者提供默認行為。

2.2 示例分析

class MyClass:def __init__(self):self.attribute = "Hello, World!"def __getattr__(self, name):if name == "nonexistent_attribute":return "這個屬性不存在，但我可以返回一個默認值"raise AttributeError(f"'MyClass' object has no attribute '{name}'")obj = MyClass()
print(obj.attribute)
print(obj.nonexistent_attribute)

在這個例子中，我們定義了MyClass類并實現了__getattr__方法。當訪問obj的attribute屬性時，由于該屬性存在于對象的__dict__中，所以__getattr__方法不會被調用，直接返回屬性值。而當訪問nonexistent_attribute屬性時，常規屬性查找失敗，Python 會調用__getattr__方法。在__getattr__方法中，我們檢查屬性名稱，如果是nonexistent_attribute，則返回一個默認值；否則，拋出AttributeError異常，表明對象確實沒有該屬性。

2.3 注意事項

__getattr__方法主要用于處理不存在的屬性訪問。在實現這個方法時，要確保對于確實不存在的屬性拋出AttributeError異常，這樣可以保持 Python 屬性查找機制的一致性，也便于其他開發者理解和調試代碼。另外，__getattr__方法只有在常規屬性查找失敗時才會被調用，這與__getattribute__方法的調用時機有明顯區別。

三、__getattribute__與__getattr__的區別對比

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3.1 調用時機

• __getattribute__：在每次訪問對象屬性時都會被調用，無論該屬性是否存在于對象及其類的層次結構中。

• __getattr__：只有在常規屬性查找（在對象的__dict__和類的__dict__及其父類的__dict__中查找）失敗后才會被調用。可以說__getattr__是屬性查找的 “后備方案”。

3.2 應用場景

• __getattribute__：適用于需要對所有屬性訪問進行統一攔截和處理的場景，比如實現屬性訪問日志記錄、權限檢查等。例如，我們可以在__getattribute__方法中記錄每次屬性訪問的時間、訪問者信息等。

• __getattr__：主要用于為不存在的屬性提供默認行為，例如實現懶加載（只有在真正訪問某個屬性時才去加載相關資源）、代理訪問（通過一個代理對象來訪問其他對象的屬性）等。比如，在一個數據庫連接對象中，可以使用__getattr__方法，當訪問某個表名屬性時，如果該表對象尚未加載，就自動進行加載操作。

3.3 性能影響

由于__getattribute__方法在每次屬性訪問時都會被調用，所以它對性能的影響相對較大。尤其是在一個對象有大量屬性訪問操作的情況下，如果在__getattribute__方法中進行了復雜的邏輯處理，可能會導致性能瓶頸。而__getattr__方法只有在屬性查找失敗時才會被調用，因此在大多數情況下，它對性能的影響較小。所以，在選擇使用哪個方法時，除了考慮功能需求，也要考慮性能因素。例如，在一個性能要求較高且大部分屬性都存在的場景中，應盡量避免在__getattribute__方法中添加過多復雜邏輯；而在一個屬性訪問不確定性較大，且需要為不存在的屬性提供默認行為的場景中，__getattr__方法是更好的選擇。

四、屬性查找順序

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當我們執行obj.attr這樣的屬性訪問操作時，Python 的屬性查找順序如下：

1. 調用__getattribute__方法：無論屬性是否存在，首先調用對象的__getattribute__方法。如果在這個方法中通過super().__getattribute__(name)成功獲取到屬性值，則返回該值，查找過程結束。如果在__getattribute__方法中拋出了AttributeError異常（例如，屬性確實不存在或者在__getattribute__方法內部邏輯判斷該屬性不應該被訪問），則進入下一步。
2. 檢查數據描述符：如果屬性是類中的數據描述符（即實現了__get__、__set__和__delete__方法的描述符），則調用數據描述符的__get__方法獲取屬性值，查找過程結束。
3. 查找實例屬性：在對象的__dict__中查找屬性。如果找到，則返回該屬性值，查找過程結束。
4. 檢查類屬性和非數據描述符：在類的__dict__及其父類的__dict__中查找屬性。如果找到的屬性是一個非數據描述符（只實現了__get__方法的描述符），則調用其__get__方法獲取屬性值；如果找到的不是描述符屬性，則直接返回該屬性值，查找過程結束。
5. 調用__getattr__方法：如果上述所有步驟都沒有找到屬性，并且對象所屬的類定義了__getattr__方法，則調用__getattr__方法。如果__getattr__方法返回了一個值，則返回該值；如果__getattr__方法拋出了AttributeError異常，則最終拋出該異常，表示屬性不存在。

為了更清晰地展示這個過程，我們可以用表格形式總結如下：

步驟	操作	說明
1	調用__getattribute__	首先執行，無論屬性是否存在
2	檢查數據描述符	若屬性是數據描述符，調用其__get__方法
3	查找實例屬性	在對象的__dict__中查找
4	檢查類屬性和非數據描述符	在類及其父類的__dict__中查找，區分非數據描述符和普通屬性
5	調用__getattr__	若上述步驟均未找到，且類定義了該方法，則調用

理解這個屬性查找順序，對于深入掌握__getattribute__和__getattr__的工作原理以及它們在屬性查找過程中的作用至關重要。

通過本文的介紹，相信大家對 Python 中的__getattribute__和__getattr__方法有了更深入的理解。它們雖然都是與屬性查找相關的特殊方法，但在調用時機、應用場景和對性能的影響等方面存在明顯區別。在實際編程中，我們應根據具體需求合理選擇使用這兩個方法，以編寫出高效、優雅的 Python 代碼。