python-__getattr__ 和 __getattribute__

python3完全使用了新式类，废弃了旧式类，getattribute作为新式类的一个特性有非常奇妙的作用。查看一些博客和文章后，发现想要彻底理解getattr和getattribute的区别，实际上需要理解python中属性的查找顺序、描述器(descriptor)、__get__、__set__、__dict__等知识。

首先需要指出，如果一个类只定义了__get__方法则称之为non-data descriptor(非资料描述器)，如果这个类将__get__和 __set__都定义了，则称之为data descriptor(资料描述器)，具体可见我的，方便理解。下面介绍实例属性的查找顺序。假设 t = t()，t.at的查找顺序如下:

1、如果是python自动产生的属性，返回，否则进行第2步

2、如果‘at’出现在了t或者其父类和祖先类的__dict__中(即‘at’是一个类属性，并非只属于t的实例属性)，并且at是一个data descriptor，则优先调用其__get__方法。不是data descriptor或者没有该属性则进行第2步。

3、查找实例t的__dict__中是否有at属性，有则返回，没有则到第3步。

4、查找t的父类和祖先类的__dict__中是否有at属性，如果没有则执行第4步，如果有则执行如下步骤：

​ 4.1 at是一个non-data descriptor，调用其__get__方法，不是则执行3.2

​ 4.2 返回__dict__['at']

5、如果实例t的父类中有__getattr__方法，则调用该方法，没有则抛出attributeerror。

注意每次类或实例调用属性时getattribute会被无条件首先调用。下方代码略长，耐心查看。

class descriptor:  # 定义描述器的类
    def __get__(self, instance, owner):  # get方法用于返回实例的a属性
        print('3 get called,', 'instance is', instance, ',owner is', owner)
        return instance.a

    def __set__(self, instance, value):  # set方法用于修改实例的a属性
        print('4 set called,', 'instance is', instance, ',value is', value)
        instance.a = value**2

    def __getattribute__(self, item): 
        print('5 des getattribute called, item is %s' % item)

class notdescriptor: # 定义non-data descriptor
    def __get__(self, instance, owner):
        print('6 get called,', 'instance is', instance, ',owner is', owner)
        return instance.a - 100

class t:
    desc = descriptor()  # 类属性，一个资料描述器 data descriptor
    not_desc = notdescriptor()  # 类属性，一个非资料描述器 non-data descriptor    
    def __init__(self):
        self.a = 123
        self.not_desc = 'instance not_desc'
        
    def func(self):
        return 't func'

    def __getattribute__(self, item):
        print('1 getattribute called, item is ', item)
        return object.__getattribute__(self, item)

    def __getattr__(self, item):
        print('2 getattr called, item is', item)
        raise attributeerror('no such attr %s' % item)

以下的测试均使用上方的代码，每次的输出操作都重置过，以避免混淆。

1 getattribute called, item is  func
t func  # 实例的函数
1 getattribute called, item is  a
123  # 实例的属性
==================================================
4 set called, instance is <__main__.t object at 0x000001e55b630240> ,value is 2
# set方法前不调用getattribute。instance是拥有该描述器类的一个实例。value是要设置的值。
==================================================
1 getattribute called, item is  desc
3 get called, instance is <__main__.t object at 0x000001e55b630240> ,owner is <class '__main__.t'>
# get方法前还是优先调用getattribute，instance是拥有该描述器对象的一个实例。owner是拥有者本身
1 getattribute called, item is  a
t.a = 4 # 2**2 = 4

可见调用实例的属性和方法时都会无条件首先调用getattrtibute方法，而set方法则不会调用。另外代码利用描述器的get和set方法，实际上已经实现了类似于@property的使用(当然，property装饰器其实就是基于描述器实现的，对property装饰器不了解的话可以查看我的)。

下面继续使用上方代码验证__getattr__、非描述器的执行顺序。

t = t()
print(t.not_desc)
--------结果如下------
1 getattribute called, item is not_desc
instance not_desc

回想前面提到的属性查找顺序，‘not_desc’在类的__dict__被找到了，但不是descriptor，所以执行第2步，在实例的__dict__中发现该属性，返回。

t = t()
print(t.not_desc)
--------结果如下------
1 getattribute called, item is  not_desc
6 get called, instance is <__main__.t object at 0x0000017f70a006a0> ,owner is <class '__main__.t'>
# 这里是nondatadescriptor中的get方法
1 getattribute called, item is  a
23  # a的初始值为123 由get方法返回的是123-100=23

根据我们之前提到的顺序，‘not_desc’属性在类的__dict__中找到但不是data descriptor，又没有在实例的dict中找到，所以进行到了4.1步骤，发现它是一个non-data descriptor，然后就执行了其中的get方法。

t = t()
print(t.bbbbbb)  # t类中没有定义该属性
------结果如下----------
1 getattribute called, item is bbbbbb
2 getattr called, item is bbbbbb
traceback (most recent call last):
  file "c:/省略/.py", line 40, in <module>
    print(t.bbbbbb)
  file "c:c:/省略/.py.py", line 36, in __getattr__
    raise attributeerror('no such attr %s' % item)
attributeerror: no such attr bbbbbb

可见，当我们访问一个没有被定义的属性时，仍然会首先调用getattribute，根据属性查找原则，在实例和类中都没有找到这个属性，于是执行getattr。到这里我们也就了解到了python中属性的查找顺序、getattribute和getattr的执行顺序。

回过头来，getattribute会在调用类和实例的属性时无条件调用，所以可以用于权限鉴别、日志记录等操作；而getattr会在属性没有被找到的时候执行，因此可以用来做一些兜底的操作，可见

另外注意重写getattribute时的循环陷阱，返回语句要写成return object.__getattribute__()，不要使用return self.xxx，否则self相当于又指向了自己，而getattribute会无条件调用，从而进入无限循环。

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最后的我们查看类和实例的__dict__属性，看看又什么不同

t = t()
print(t.__dict__)
print(t.__dict__)
------结果如下--------
1 getattribute called, item is __dict__
{'a': 123, 'not_desc': 'instance not_desc'}
{'__module__': '__main__', 'desc': <__main__.descriptor object at 0x0000021fd20c0128>, 'not_desc': <__main__.notdescriptor object at 0x0000021fd20c0160>, '__init__': <function t.__init__ at 0x0000021fd20b59d8>, 'func': <function t.func at 0x0000021fd20b5a60>, '__getattribute__': <function t.__getattribute__ at 0x0000021fd20b5ae8>, '__getattr__': <function t.__getattr__ at 0x0000021fd20b5b70>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 't' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 't' objects>, '__doc__': none}

可见实例t只有init中定义的属性，而类t中才有描述器和非描述器等属性。