Python类的__dict__.__dict__属性是什么？

Question

>>> class A(object): pass
... 
>>> A.__dict__
<dictproxy object at 0x173ef30>
>>> A.__dict__.__dict__
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 1, in <fragment>
AttributeError: 'dictproxy' object has no attribute '__dict__'
>>> A.__dict__.copy()
{'__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects> ... }
>>> A.__dict__['__dict__']
<attribute '__dict__' of 'A' objects> # What is this object?

如果我写 A.something = 10，这个值会被放进 A.__dict__ 里。那么，这个 <attribute '__dict__' of 'A' objects> 是什么呢？它出现在 A.__dict__.__dict__ 里，什么时候会有东西在里面呢？

Answer 1

让我们来探索一下吧!

>>> A.__dict__['__dict__']
<attribute '__dict__' of 'A' objects>

我在想那是什么呢?

>>> type(A.__dict__['__dict__'])
<type 'getset_descriptor'>

一个 getset_descriptor 对象有哪些属性呢?

>>> type(A.__dict__["__dict__"]).__dict__
<dictproxy object at 0xb7efc4ac>

通过复制那个 dictproxy，我们可以发现一些有趣的属性，特别是 __objclass__ 和 __name__。

>>> A.__dict__['__dict__'].__objclass__, A.__dict__['__dict__'].__name__
(<class '__main__.A'>, '__dict__')

所以 __objclass__ 是指向 A 的引用，而 __name__ 只是字符串 '__dict__'，可能是某个属性的名字吧?

>>> getattr(A.__dict__['__dict__'].__objclass__, A.__dict__['__dict__'].__name__) == A.__dict__
True

我们找到了! A.__dict__['__dict__'] 是一个可以指向 A.__dict__ 的对象。

Answer 2

你可以试试下面这个简单的例子，来更好地理解这个概念：

>>> class A(object): pass
... 
>>> a = A()
>>> type(A)
<type 'type'>
>>> type(a)
<class '__main__.A'>
>>> type(a.__dict__)
<type 'dict'>
>>> type(A.__dict__)
<type 'dictproxy'>
>>> type(type.__dict__)
<type 'dictproxy'>
>>> type(A.__dict__['__dict__'])
<type 'getset_descriptor'>
>>> type(type.__dict__['__dict__'])
<type 'getset_descriptor'>
>>> a.__dict__ == A.__dict__['__dict__'].__get__(a)
True
>>> A.__dict__ == type.__dict__['__dict__'].__get__(A)
True
>>> a.__dict__ == type.__dict__['__dict__'].__get__(A)['__dict__'].__get__(a)
True

从上面的例子来看，实例属性是由它们所属的类来存储的，而类属性则是由它们的元类来存储的。这一点也得到了以下内容的验证：

>>> a.__dict__ == A.__getattribute__(a, '__dict__')
True
>>> A.__dict__ == type.__getattribute__(A, '__dict__')
True

Answer 3

首先，A.__dict__.__dict__ 和 A.__dict__['__dict__'] 是不一样的。前者是不存在的，而后者是类实例所拥有的 __dict__ 属性。这个属性是一个数据描述符对象，它返回特定实例的内部属性字典。简单来说，对象的 __dict__ 属性不能存储在对象的 __dict__ 中，所以它是通过类中定义的描述符来访问的。

要理解这一点，你需要阅读 描述符协议的文档。

简而言之：

1. 对于类 A 的实例 a，访问 a.__dict__ 是通过 A.__dict__['__dict__'] 来实现的，这和 vars(A)['__dict__'] 是一样的。
2. 对于类 A，访问 A.__dict__ 是通过 type.__dict__['__dict__']（理论上）来实现的，这和 vars(type)['__dict__'] 是一样的。

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详细版本：

类和对象都可以通过属性操作符（通过类或元类的 __getattribute__ 实现）以及 __dict__ 属性/协议（由 vars(ob) 使用）来访问属性。

对于普通对象，__dict__ 对象会创建一个单独的 dict 对象，用来存储属性，而 __getattribute__ 首先会尝试访问这个字典并从中获取属性（在尝试通过描述符协议在类中查找属性之前，以及在调用 __getattr__ 之前）。类中的 __dict__ 描述符实现了对这个字典的访问。

• a.name 的访问顺序相当于尝试以下几种方式：type(a).__dict__['name'].__get__(a, type(a))（仅当 type(a).__dict__['name'] 是一个 数据 描述符时），a.__dict__['name']，type(a).__dict__['name'].__get__(a, type(a))，type(a).__dict__['name']。
• a.__dict__ 也是这样做，但显然跳过了第二步。

由于实例的 __dict__ 不可能存储在自身中，因此它是通过描述符协议直接访问的，并存储在实例的一个特殊字段中。

类的情况也是类似，尽管它们的 __dict__ 是一个特殊的代理对象，假装是一个字典（但内部可能不是），并且不允许你更改或替换它。这个代理允许你访问类特有的属性，而这些属性并没有在其基类中定义。

默认情况下，一个空类的 vars(cls) 包含三个描述符：__dict__ 用于存储实例的属性，__weakref__ 是 weakref 内部使用的，__doc__ 是类的文档字符串。如果你定义了 __slots__，前两个可能会消失。那样的话，你就不会有 __dict__ 和 __weakref__ 属性，而是会为每个槽定义一个单独的类属性。实例的属性将不会存储在字典中，而是通过类中的相应描述符来访问。

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最后，A.__dict__ 和 A.__dict__['__dict__'] 不同的原因是，属性 __dict__ 是一个例外，它永远不会在 vars(A) 中查找，因此对它的规则和你使用的其他属性并不相同。例如，A.__weakref__ 和 A.__dict__['__weakref__'] 是一样的。如果没有这种不一致，使用 A.__dict__ 将无法工作，你将不得不始终使用 vars(A)。