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Python懒属性提升性能 Python编程通过懒属性提升性能

somenzz   2021-09-14 我要评论
想了解Python编程通过懒属性提升性能的相关内容吗somenzz在本文为您仔细讲解Python懒属性提升性能的相关知识和一些Code实例欢迎阅读和指正我们先划重点:Python编程,懒属性提升性能,Python性能提升下面大家一起来学习吧

懒加载是一种编程范式它推迟加载操作直到不得不这样做通常当操作开销很大需要耗费大量时间或空间时惰性求值是首选实现例如在 Python 中涉及惰性求值的最著名技术之一是生成器生成器不是为迭代创建整个序列而是懒惰地一次生成一个元素

在 Python 世界之外许多其他面向对象的编程语言例如 Swift 和 Kotlin都具有与对象相关的惰性求值具体来说你可以指定自定义实例对象的特定属性是惰性的这意味着在显式访问这些属性之前不会创建这些属性

为什么需要懒加载

在我们开始讨论懒属性之前有些人可能想知道为什么它很重要或者我们为什么要使用懒属性

比如在社交网站中一个功能是查看一个人的关注者以列表的形式呈现当我们点击一个用户时我们可以在弹出窗口中查看该用户的个人资料获取用户个人资料数据的操作可能很昂贵不仅需要访问远程服务器还需要将数据存储在内存中

那么在编程实现时可以把关注者的个人资料作为懒属性仅在点击特定用户名时才获取该属性

这就是为什么我们需要懒属性

如何使用懒加载

方法 1:

使用 @property

@property 是一个装饰器可以将常规函数转化为属性比如支持点符号访问因此严格来说创建属性并不是真正创建懒属性本身相反它只是提供一个接口来简化数据处理的问题让我们先看看下面的代码

class User:
    def __init__(self):
        self._profile_data = None
    @property
    def profile_data(self):
        if self._profile_data is None:
            print("执行耗时操作...")
            self._profile_data = 'profile data'
        return self._profile_data
demo = User()
print("init done")
print(demo.profile_data)
#init done
#执行耗时操作...
#profile data

初始化完成后并不会执行耗时操作对应的加载用户列表就不会觉得卡只有在获取用户资料(点击操作)时程序会先判断是否已经存在 _profile_data没有才会执行耗时操作如果有直接返回大大提升了效率

方法 2:

使用 __getattr__ 特殊方法

在 Python 中名称前后有双下划线的函数称为魔术方法__getattr__ 可以帮助我们实现懒属性

对于自定义类实例对象的属性保存在字典中可以访问实例对象的 __dict__ 属性获取值得注意的是如果__dict__ 不包含指定的属性Python 将会调用魔术方法 __getattr__写个代码你就明白了:

class User:
    def __init__(self):
        self._profile_data = None
        self.name = 'None'
     def __getattr__(self, item):
        print("called __getattr__")
        if item == 'profile_data':
            if self._profile_data is None:
                print("执行耗时操作...")
                self._profile_data = 'profile data'
            return self._profile_data
 user = User()
print("init done")
print(user.__dict__)
print(user.profile_data)
print(user.__dict__)
print(user.name)

输出结果如下:

init done
{'_profile_data': None, 'name': 'None'}
called __getattr__
执行耗时操作...
profile data
{'_profile_data': 'profile data', 'name': 'None'}
None

和方法 1 一样初始化完成后并不会执行耗时操作我们在获取 profile_data 属性时由于 profile_data 不在 __dict__ 中因此会执行 __getattr__ 方法获取而 name 在  __dict__ 获取 name 属性时根本就不会执行  __getattr__ 方法

怎么判断一个属性是不是在 __dict__ 中呢只要没有显式的定义该属性或者使用 setattr 来设置属性它就不会在 __dict__  中

因此可以借助魔术方法 __getattr__ 来创建懒属性 profile_data

需要注意Python 还有一个类似的魔术方法 __getattribute__,与 __getattr__ 方法不同的是 每次获取属性时都会调用 __getattribute__ 方法

class User:
    def __init__(self):
        self._profile_data = None
        self.name = 'None'
    def __getattribute__(self, item):
        print("called __getattr__")
user = User()
print("init done")
print(user.profile_data)
print(user.name)

程序输出如下:

init done
called __getattr__
None
called __getattr__
None

此功能仅在你期望属性非常频繁地更改并且只有最新数据相关时才有用在这些情况下我们可以通过定义相关函数来实现效果换句话说我不建议你尝试使用它因为很容易陷入无限递归循环

最后的话

在本文中我们重点讨论了在 Python 中实现懒属性的两种实用方法:一种使用 @property 装饰器另一种使用 __getattr__ 特殊方法

就我个人而言我更喜欢使用属性装饰器它更直接、更容易理解但是当你需要定义多个懒属性时该 getattr 方法更好因为它提供了一个集中的地方来管理这些懒属性


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