在Python中完全封装对象

Question

我想要完全包裹一个对象，这样对它的所有属性和方法的请求都能转发到它所包裹的对象上。同时，我还想重写一些我想要的方法或变量，并提供一些我自己的方法。这个包装类应该看起来和原来的类一模一样（也就是说，使用isinstance时，它应该表现得就像真的属于那个类），但是单纯的继承是不够的，因为我想要包裹的是一个已经存在的对象。在Python中有没有什么解决方案可以做到这一点呢？我在想类似这样的方式：

class ObjectWrapper(BaseClass):
    def __init__(self, baseObject):
        self.baseObject = baseObject

    def overriddenMethod(self):
        ...

    def myOwnMethod1(self):
        ...

    ...

    def __getattr__(self, attr):
        if attr in ['overriddenMethod', 'myOwnMethod1', 'myOwnMethod2', ...]
            # return the requested method
        else:
            return getattr(self.baseObject, attr)

不过我对重写__getattr__、__setattr__和__hasattr__这些东西不太熟悉，所以不太确定该怎么做才对。

Answer 1

__getattr__ 的好处在于，只有在你请求的属性不存在时，它才会被调用。所以你不需要一个明确的属性列表——任何你没有定义的属性都会自动处理。

__setattr__ 就比较复杂，因为它总是会被调用。当你设置自己的属性时，一定要使用父类的调用或者 object.__setattr__；如果在 __setattr__ 中使用 setattr()，会导致无限循环。

最后一点，涉及到 isinstance 的部分非常棘手。你可以通过给你的包装实例的 .__class__ 变量赋值来实现（但这也会覆盖类字典的解析顺序），或者通过使用元类动态构建你的包装类型。由于在 Python 代码中 isinstance 使用得很少，实际上去尝试欺骗它似乎有些过于复杂。

更多关于特殊属性访问方法的信息。

还有更多信息，以及一些关于元类的帮助。

Answer 2

请查看这个链接 http://code.activestate.com/recipes/577555-object-wrapper-class/，里面有完整的代码和重要的注释。简单来说就是：

class Wrapper(object):
    def __init__(self, obj):
        self._wrapped_obj = obj
    def __getattr__(self, attr):
        if attr in self.__dict__:
            return getattr(self, attr)
        return getattr(self._wrapped_obj, attr)

Answer 3

在大多数情况下，最简单的方法可能是：

class ObjectWrapper(BaseClass):
    def __init__(self, baseObject):
        self.__class__ = type(baseObject.__class__.__name__,
                              (self.__class__, baseObject.__class__),
                              {})
        self.__dict__ = baseObject.__dict__

    def overriddenMethod(self):
        ...

通过这种方式工作，也就是说重新指定自己的 __class__ 和 __dict__，你只需要提供你想要覆盖的部分——Python正常的属性获取和设置机制会处理其他的事情…… 大部分情况下。

只有当 baseObject.__class__ 定义了 __slots__ 时，你才会遇到麻烦。在这种情况下，多重继承的方法就不管用了，你确实需要那些麻烦的 __getattr__（就像其他人说的，至少你不需要担心它会被调用来处理你正在覆盖的属性，因为它不会！），还有 __setattr__（这就麻烦了，因为它会对每个属性都被调用），等等；而且让 isinstance 和特殊方法正常工作需要非常细致和繁琐的工作。

简单来说，__slots__ 意味着一个类是特别的，每个实例都是一个轻量级的“值对象”，不应该进行进一步复杂的操作、封装等，因为为了每个该类的实例节省几字节的内存，牺牲了所有正常的灵活性考虑；因此，处理这种极端、罕见的类，跟处理99%以上的Python对象一样顺畅灵活，确实是一种痛苦。那么，你是否需要处理 __slots__（甚至需要写、测试、调试和维护数百行代码来应对这些边缘情况），还是说用六行代码就能解决99%的问题就足够了？-)

还需要注意的是，这可能会导致内存泄漏，因为创建一个子类会将这个子类添加到基类的子类列表中，而当所有子类的实例被垃圾回收时，它并不会被移除。