在Python中，特性(property)是一種強大的工具，它允許我們在訪問屬性時執行自定義邏輯。本文將深入分析一個名為quantity的特性工廠函數，它用于確保屬性值必須為正數。

特性工廠函數的概念

特性工廠函數是一種創建并返回property對象的函數，它封裝了通用的屬性訪問邏輯。通過這種方式，我們可以避免為每個需要驗證的屬性重復編寫相似的代碼。

quantity特性工廠實現

def quantity(storage_name):def qty_getter(instance):return instance.__dict__[storage_name]def qty_setter(instance, value):if value > 0:instance.__dict__[storage_name] = valueelse:raise ValueError('value必須大于0')return property(qty_getter, qty_setter)

實現解析

1. 閉包機制：工廠函數利用閉包保存storage_name，使getter和setter函數能訪問到正確的屬性名。

2. 繞過特性遞歸：直接操作__dict__避免了無限遞歸，因為通過實例屬性訪問會再次觸發特性。

3. 驗證邏輯：setter中實現了值必須大于0的驗證，否則拋出ValueError。

在LineItem類中的應用

class LineItem:weight = quantity('weight')price = quantity('price')def __init__(self, description, weight, price):self.description = descriptionself.weight = weight  # 觸發驗證 self.price = price def subtotal(self):return self.weight * self.price  # 通過特性獲取值

使用效果

>>> item = LineItem("堅果", 8, 13.95)
>>> item.weight, item.price
(8, 13.95)
>>> item.weight = -5  # 觸發驗證
ValueError: value必須大于0

設計優勢

1. 代碼復用：避免了為每個屬性重復編寫驗證邏輯。

2. 聲明式語法：類定義更加簡潔清晰，驗證邏輯與業務邏輯分離。

3. 靈活性：可以輕松修改驗證規則而不影響使用該特性的類。

局限性及改進方向

1. 屬性名重復：目前需要重復輸入屬性名(如weight = quantity('weight'))

2. 擴展性：驗證邏輯固定在工廠函數內部，難以動態調整。

3. 解決方案：

   • 類裝飾器(第20章)
   • 元類編程(第21章)
   • 描述符協議(更靈活但更復雜的方案)

實際應用建議

1. 對于簡單驗證場景，特性工廠函數是理想選擇。

2. 當驗證邏輯變得復雜或需要更多自定義時，考慮升級為描述符類。

3. 將通用工廠函數放在工具模塊中，方便項目內復用。

特性工廠函數展示了Python元編程的強大能力，通過高階函數和閉包，我們可以創建出既簡潔又功能強大的抽象層，有效管理類屬性的訪問和驗證邏輯。