Python中property什么意思

概述

在Python中，property是一个内置的装饰器函数，用于定义类中的属性（property），它提供了一种简便的方式来访问和修改类的属性。通过使用property，我们可以定义那些看起来像普通类属性的特殊方法，这样在使用类的时候，可以像访问普通属性一样来访问和修改这些特殊属性。

为什么要使用property

在面向对象编程中，我们经常会遇到需要控制类的属性访问权限的情况。有时候我们希望某个属性是只读的，不允许外部修改；有时候我们又希望在设置属性时进行一些额外的操作，比如类型检查、范围限制等。

Python中的property提供了一种优雅的解决方案。它可以将方法转换为属性，这样我们可以使用点.运算符来访问和修改属性，而在背后实际上是调用了对应的方法。这使得我们可以在不改变类接口的情况下，对属性访问进行控制和定制。

property的基本用法

要使用property，我们需要将一个方法定义为一个特殊属性。这可以通过在方法的上面添加@property装饰器来实现。被@property装饰的方法定义了一个getter函数，用于获取属性的值。下面是一个示例：

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

circle = Circle(5)
print(circle.radius)  # 输出：5

在上面的例子中，radius方法被@property装饰器修饰，从而定义了一个名为radius的属性。当我们使用circle.radius访问属性时，实际上是调用了该方法，并返回其返回值。从而实现了通过点运算符访问属性的效果。

property的高级用法

除了定义getter函数之外，我们还可以定义setter函数和deleter函数，以控制属性的赋值和删除操作。要定义setter函数，我们可以使用@radius.setter装饰器。要定义deleter函数，我们可以使用@radius.deleter装饰器。

下面是一个示例：

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

    @radius.setter
    def radius(self, value):
        if value <= 0:
            raise ValueError("半径必须大于0")
        self._radius = value

    @radius.deleter
    def radius(self):
        del self._radius

circle = Circle(5)
print(circle.radius)  # 输出：5

circle.radius = 10
print(circle.radius)  # 输出：10

del circle.radius
print(circle.radius)  # 抛出AttributeError: 'Circle' object has no attribute '_radius'异常

在上面的示例中，我们定义了一个Circle类，其radius属性不允许为负数。当我们通过circle.radius = 10来设置属性值时，实际上是调用了setter函数，并检查了赋值的合法性。当我们调用del circle.radius删除属性时，实际上是调用了deleter函数，并删除了对应的属性。

property的应用场景

property的应用场景非常广泛，尤其在面向对象编程中，经常用于控制属性的访问、赋值和删除。下面列举了一些常见的应用场景：

封装私有属性

在Python中，我们没有像Java或C++中的私有属性（private attribute）一样的访问权限控制关键字。但是通过使用property装饰器，我们可以将属性封装为只读属性，从而实现对属性访问的控制。下面是一个示例：

class Person:
    def __init__(self, name):
        self._name = name

    @property
    def name(self):
        return self._name

person = Person("Tom")
print(person.name)  # 输出：Tom

person.name = "Jerry"  # 抛出AttributeError: can't set attribute异常

在上面的示例中，name属性被定义为只读属性。因此，当我们尝试修改属性值时，会抛出异常。这样可以有效地将属性封装起来，避免外部代码对属性的不当访问。

类型检查和范围限制

通过使用property，我们可以在设置属性时进行类型检查和范围限制等其他操作。下面是一个示例：

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self._width = width
        self._height = height

    @property
    def width(self):
        return self._width

    @width.setter
    def width(self, value):
        if not isinstance(value, (int, float)) or value <= 0:
            raise ValueError("宽度必须是一个正数")
        self._width = value

    @property
    def height(self):
        return self._height

    @height.setter
    def height(self, value):
        if not isinstance(value, (int, float)) or value <= 0:
            raise ValueError("高度必须是一个正数")
        self._height = value

rectangle = Rectangle(5, 10)
print(rectangle.width)  # 输出：5
print(rectangle.height)  # 输出：10

rectangle.width = 15
rectangle.height = 20
print(rectangle.width)  # 输出：15
print(rectangle.height)  # 输出：20

rectangle.width = "abc"  # 抛出ValueError: 宽度必须是一个正数异常
rectangle.height = -10  # 抛出ValueError: 高度必须是一个正数异常

在上面的示例中，我们通过setter函数对width和height属性进行了类型检查和范围限制。当我们尝试将非法值赋给属性时，会抛出异常，从而保证了属性的合法性。

计算属性

通过使用property，我们还可以定义计算属性，即属性的值不是直接存储在实例变量中，而是通过计算得到的。下面是一个示例：

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

    @property
    def area(self):
        return 3.14 * self._radius * self._radius

circle = Circle(5)
print(circle.radius)  # 输出：5
print(circle.area)  # 输出：78.5

在上面的示例中，area属性是通过计算得到的，而不是直接存储在实例变量中。通过定义area方法，并使用@property装饰器修饰，我们可以将其定义为一个只读计算属性。当我们访问circle.area时，实际上是调用了area方法，并返回计算结果。

小结

在Python中，property是一个非常有用的装饰器函数，用于定义类中的属性（property）。通过使用property，我们可以控制属性的访问权限，进行类型检查、范围限制等额外操作，以及定义计算属性。property的使用可以提高代码的可读性、灵活性和可维护性，是面向对象编程中的常用技巧之一。掌握property的使用，可以让我们在Python中更好地实现封装和属性访问控制。