python3 property装饰器实现原理与用法示例

Property装饰器是Python中一个强大的工具，可以让我们在代码中访问属性值时加入更多的逻辑或者限制。本文将详细介绍Python3中property装饰器的实现原理和用法，并提供两个实例说明。

Property装饰器的实现原理

Python中的@property装饰器是一个装饰器工厂函数，它返回一个特殊的描述器对象。通过向类中添加这个描述器，我们可以控制属性的访问行为。

当我们读取一个对象的属性时，Python解释器会检查是否有与该属性名匹配的getter方法。如果有，调用这个getter方法获取属性值，否则直接返回属性的值。

当我们赋值属性时，Python解释器会调用对应的setter方法。如果没有setter方法，Python会直接赋值属性。如果有一个setter方法，setter方法可以根据需要验证或转换属性值，然后再将它存储起来。

使用@property装饰器可以更方便地定义getter/setter方法，并在读取和赋值属性时添加逻辑或限制。

Property装饰器的用法示例

接下来，我们将使用两个示例说明Python3中@property装饰器的用法。

示例一：温度转换器

我们先看一个简单的示例，用于展示property装饰器的用法。下面是一个温度转换器，用于将摄氏度转换为华氏度：

class Converter:
    def __init__(self, celsius):
        self.celsius = celsius

    @property
    def fahrenheit(self):
        return self.celsius * 1.8 + 32

    @fahrenheit.setter
    def fahrenheit(self, value):
        self.celsius = (value - 32) / 1.8

在上面的代码中，我们定义了一个Converter类，它有一个属性celsius用于存储摄氏度的值。我们还定义了一个@property装饰的fahrenheit方法，用于将摄氏度转换为华氏度。

注意：这里我们没有定义celsius的getter和setter方法，因为我们希望它的值始终是摄氏度，不需要转换。

我们还定义了一个带有setter方法的fahrenheit方法。当我们将fahrenheit属性赋值时，setter方法会将其转换为摄氏度，并存储在celsius属性中。

下面是这个温度转换器的使用示例：

>>> c = Converter(25)
>>> c.celsius
25
>>> c.fahrenheit
77.0
>>> c.fahrenheit = 70
>>> c.celsius
21.11111111111111

当我们读取fahrenheit属性时，它将返回由摄氏度转换而来的华氏度值。当我们将fahrenheit属性赋值时，它将自动转换为摄氏度并存储在celsius属性中。

示例二：身高体重指数

现在，我们来看一个稍微复杂一些的示例。这个示例用于计算人的身高体重指数（BMI）。

下面是这个示例代码的核心部分：

class BMI:
    def __init__(self, weight, height):
        self.weight = weight
        self.height = height

    @property
    def bmi(self):
        return self.weight / (self.height * self.height)

    @property
    def status(self):
        bmi = self.bmi
        if bmi < 18.5:
            return 'Underweight'
        elif bmi < 25:
            return 'Normal'
        elif bmi < 30:
            return 'Overweight'
        else:
            return 'Obese'

在上面的代码中，我们定义了一个BMI类，它有一个weight属性用于存储体重，和一个height属性用于存储身高。我们还定义了一个@property装饰的bmi方法，用于计算身高体重指数。

我们还定义了一个带有getter方法的status方法。当我们读取它时，它会根据BMI值返回人的身体状态。在这个示例中，我们将BMI指数按照标准分为四个区间：低体重、正常、超重和肥胖，分别用字符串表示。

下面是这个示例的使用示例：

>>> person = BMI(60, 1.8)
>>> person.bmi
18.51851851851852
>>> person.status
'Underweight'
>>> person.weight = 75
>>> person.status
'Overweight'

在这个示例中，我们创建了一个BMI对象并设置了体重和身高。当我们读取bmi属性时，它将计算身高体重指数。当我们读取status属性时，它将根据BMI值返回相应的状态。

当我们将weight属性赋值为75时，status属性将根据新的BMI值返回新的状态。