Question

Python 有个很独特的特性：类属性可用于为实例属性提供默认值。Vector2d 中有个 typecode 类属性，__bytes__ 方法两次用到了它，而且都故意使用 self.typecode 读取它的值。因为 Vector2d 实例本身没有 typecode 属性，所以 self.typecode 默认获取的是 Vector2d.typecode 类属性的值。

但是，如果为不存在的实例属性赋值，会新建实例属性。假如我们为 typecode 实例属性赋值，那么同名类属性不受影响。然而，自此之后，实例读取的 self.typecode 是实例属性 typecode，也就是把同名类属性遮盖了。借助这一特性，可以为各个实例的 typecode 属性定制不同的值。

Vector2d.typecode 属性的默认值是 'd'，即转换成字节序列时使用 8 字节双精度浮点数表示向量的各个分量。如果在转换之前把 Vector2d 实例的 typecode 属性设为 'f'，那么使用 4 字节单精度浮点数表示各个分量，如示例 9-13 所示。

　我们在讨论如何添加自定义的实例属性，因此示例 9-13 使用的是示例 9-9 中不带 __slots__ 属性的 Vector2d 类。

示例 9-13　设定从类中继承的 typecode 属性，自定义一个实例属性

>>> from vector2d_v3 import Vector2d
>>> v1 = Vector2d(1.1, 2.2)
>>> dumpd = bytes(v1)
>>> dumpd
b'd\x9a\x99\x99\x99\x99\x99\xf1?\x9a\x99\x99\x99\x99\x99\x01@'
>>> len(dumpd)  # ➊
17
>>> v1.typecode = 'f'  # ➋
>>> dumpf = bytes(v1)
>>> dumpf
b'f\xcd\xcc\x8c?\xcd\xcc\x0c@'
>>> len(dumpf)  # ➌
9
>>> Vector2d.typecode  # ➍
'd'

❶ 默认的字节序列长度为 17 个字节。

❷ 把 v1 实例的 typecode 属性设为 'f'。

❸ 现在得到的字节序列是 9 个字节长。

❹ Vector2d.typecode 属性的值不变，只有 v1 实例的 typecode 属性使用 'f'。

现在你应该知道为什么要在得到的字节序列前面加上 typecode 的值了：为了支持不同的格式。

如果想修改类属性的值，必须直接在类上修改，不能通过实例修改。如果想修改所有实例（没有 typecode 实例变量）的 typecode 属性的默认值，可以这么做：

>>> Vector2d.typecode = 'f'

然而，有种修改方法更符合 Python 风格，而且效果持久，也更有针对性。类属性是公开的，因此会被子类继承，于是经常会创建一个子类，只用于定制类的数据属性。Django 基于类的视图就大量使用了这个技术。具体做法如示例 9-14 所示。

示例 9-14　ShortVector2d 是 Vector2d 的子类，只用于覆盖 typecode 的默认值

>>> from vector2d_v3 import Vector2d
>>> class ShortVector2d(Vector2d):  # ➊
...   typecode = 'f'
...
>>> sv = ShortVector2d(1/11, 1/27)  # ➋
>>> sv
ShortVector2d(0.09090909090909091, 0.037037037037037035)  # ➌
>>> len(bytes(sv))  # ➍
9

❶ 把 ShortVector2d 定义为 Vector2d 的子类，只用于覆盖 typecode 类属性。

❷ 为了演示，创建一个 ShortVector2d 实例，即 sv。

❸ 查看 sv 的 repr 表示形式。

❹ 确认得到的字节序列长度为 9 字节，而不是之前的 17 字节。

这也说明了我在 Vecto2d.__repr__ 方法中为什么没有硬编码 class_name 的值，而是使用 type(self).__name__ 获取，如下所示：

  # 在Vector2d类中定义

  def __repr__(self):
    class_name = type(self).__name__
    return '{}({!r}, {!r})'.format(class_name, *self)

如果硬编码 class_name 的值，那么 Vector2d 的子类（如 ShortVector2d）要覆盖 __repr__ 方法，只是为了修改 class_name 的值。从实例的类型中读取类名，__repr__ 方法就可以放心继承。

至此，我们通过一个简单的类说明了如何利用数据模型处理 Python 的其他功能：提供不同的对象表示形式、实现自定义的格式代码、公开只读属性，以及通过 hash() 函数支持集合和映射。