属性还是方法？

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提问于 2025-04-17 19:47

我正在写一个Python脚本，用来根据两个参数计算一些量，这两个参数分别是椭球的长半径和短半径。我想到可以写一个椭球类来完成这个任务。不过，我对面向对象设计还不太熟悉，想请教一下你们这些有经验的朋友。

这个类的实例化需要两个参数，分别是长半径a和短半径b，所以我设计了这个类，如下所示：

class Spheroid:
  def __init__(self,a,b):
    self.longax  = a
    self.shortax = b

我想计算的一个量是体积。椭球的体积公式是4*pi/3 * a * b * b。

我的问题是，我应该在这个类里定义一个方法来计算体积，还是定义一个属性来表示体积呢？

比如，我可以定义一个方法：

def Volume(self):
  return 4*pi/3 * self.longax * self.shortax * self.shortax

或者我也可以直接用一个属性：

self.volume = 4*pi/3 * self.longax * self.shortax * self.shortax

我还可以把它放在初始化方法里：

class Spheroid:
  def __init__(self,a,b):
    self.longax  = a
    self.shortax = b
    self.volume = 4*pi/3 * a * b * b.

哪种方式更好呢？一般来说，什么时候应该用方法，什么时候应该用属性？我通常不太在意这些，但我有很多类似的东西要实现，想对面向对象设计有个了解，以备将来参考。

谢谢！

编辑：

按照Martijn的建议，我实现了属性，结果变成了这样：

class Spheroid(object):
  def __init__(self,a,b):
    self.shortax = a
    self.longax  = b
    self.alpha=self.longax/self.shortax

    @property
    def volume(self):
        return (4*np.pi/3) * self.shortax * self.shortax * self.longax

    @property
    def epsilon(self):
        return np.sqrt(1-self.alpha**(-2))

    @property
    def geometricaspect(self):
        return 0.5 + np.arcsin(self.epsilon)*0.5*self.alpha/self.epsilon

    @property
    def surfacearea(self):
        return 4*np.pi*self.shortax**2*self.geometricaspect

我实例化了一个对象s = Spheroid()，但是每当我尝试像s.volume或s.epsilon这样的操作时，都会出现一个属性错误：

AttributeError: 'Spheroid' object has no attribute 'volume'

我哪里做错了呢？

另外，在我的init方法里，我用self.alpha = self.longax/self.shortax，而不是用a/b，这样做有什么区别吗？哪种方式更好呢？

错误处理方法定义类实例化初始化方法属性与方法属性定义面向对象设计椭球体积

3 个回答

我会把体积实现为一个方法，原因如下：

体积可以通过其他属性计算出来，这样可以节省存储空间（当然，如果计算过程非常复杂，那就可以考虑把结果缓存起来）。
体积并不是对象的自然“特征”，比如对于圆形来说，半径是一个属性，但面积就不是（这并不是一种格式定义）。
像体积这样的东西有点像抽象方法，如果你想要一组对象，并以多态的方式计算每个对象的体积，这样做会更合适。

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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你会一直使用这些数据吗？

如果不会的话，你可以使用一个属性，然后在需要的时候再计算它...

class Spheroid(object):
  def __init__(self,a,b):
    self.longax  = a
    self.shortax = b
    self._volume = None

  @property
  def volume(self):
      if self._volume is None :
           self._volume = 4*pi/3 * self.longax * self.shortax * self.shortax
      return self._volume

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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你还有第三种选择：把它既当作属性又当作方法，使用一个叫做 property 的东西。

class Spheroid(object):
    def __init__(self, a, b):
        self.long  = a
        self.short = b

    @property
    def volume(self):
        return 4 * pi / 3 * self.long * self.short * self.short

你可以像访问属性一样访问 .volume：

>>> s = Spheroid(2, 3)
>>> s.volume
75.39822368615503

为了让 property 正常工作，在 Python 2 中，你需要确保你的类是从 object 继承的；在 Python 3 中，可以安全地省略这个基类。

在这个例子中，计算体积的过程很简单，但使用属性可以让你在真正需要体积的时候再去计算。

上面的例子创建了一个只读属性；只定义了一个获取器（getter）：

>>> s.volume = None
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: can't set attribute

你可以很容易地缓存属性计算的结果：

class Spheroid(object):
    _volume = None

    def __init__(self, a, b):
        self.long  = a
        self.short = b

    @property
    def volume(self):
        if self._volume is None:
            self._volume = 4 * pi / 3 * self.long * self.short * self.short
        return self._volume

这样你每个 Spheroid 实例只需要计算一次。

你选择使用哪种方式取决于很多因素，比如你的API需要多容易使用，体积会被计算多少次，会创建多少个 Spheroid 实例等等。如果你在一个循环中创建了百万个这些实例，但只需要其中几个的体积，那么使用属性就比在 __init__ 中设置体积更合理。

但是，如果你的类可以根据体积自动调整自己，比如自动调整某个半径，那么使用 @property 就更有意义了：

class Spheroid(object):
    def __init__(self, a, b):
        self.long  = a
        self.short = b

    @property
    def volume(self):
        return 4 * pi / 3 * self.long * self.short * self.short

    @volume.setter
    def volume(self, newvolume):
        # adjust the short radius
        self.short = sqrt(newvolume / (4 * pi / 3 * self.long))

现在你有一个椭球体，它会随着你调整体积而自然调整它的短属性：

>>> s = Spheroid(2, 1)
>>> s.volume
8.377580409572781
>>> s.volume = 75.39822368615503
>>> s.long, s.short
(2, 3.0)

注意：从技术上讲，使用 .name 这种方式访问对象上的 任何东西 都是属性，包括方法。为了这个回答的目的，我把你的 attribute 理解为任何没有被调用（名字后面没有 ()）的值。

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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