>我们既蒙怜悯，受了这职分，就不丧胆，乃将那些暗昧可耻的事弃绝了，不行诡诈，不谬讲神的道理，只将真理表明出来，好在神面前把自己荐与各人的良心。(2 CORINTHIANS 4:1-2)
#黑魔法
围绕类的话题，真实说也说不完，仅特殊方法，除了前面遇到过的`__init__()`，`__new__()`，`__str__()`等之外，还有很多。虽然它们仅仅是在某些特殊情景中使用，但是，因为本教程是“From Beginner to Master”。当然，不是学习了类的更多特殊方法就能达到Master水平，但是这是通往Master的一步。
本节试图再介绍一些点“黑魔法”，既能窥探到Python的更高境界，也能感受到Master的未来能力。俗话说“艺不压身”，还是多学点好。
##优化内存的`__slots__`
首先声明，`__slots__`能够限制属性的定义，但是这不是它存在终极目标，它存在的终极目标更应该是一个在编程中非常重要的方面：优化内存使用。
>>> class Spring(object):
... __slots__ = ("tree", "flower")
...
>>> dir(Spring)
['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slots__', '__str__', '__subclasshook__', 'flower', 'tree']
仔细看看`dir()`的结果，还有`__dict__`属性吗？没有了，的确没有了。也就是说`__slots__`把`__dict__`挤出去了，它进入了类的属性。
>>> Spring.__slots__
('tree', 'flower')
这里可以看出，类Spring有且仅有两个属性。
>>> t = Spring()
>>> t.__slots__
('tree', 'flower')
实例化之后，实例的`__slots__`与类的完全一样，这跟前面的`__dict__`大不一样了。
>>> Spring.tree = "liushu"
通过类，先赋予一个属性值。然后，检验一下实例能否修改这个属性：
>>> t.tree = "guangyulan"
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: 'Spring' object attribute 'tree' is read-only
看来，我们的意图不能达成，报错信息中显示，`tree`这个属性是只读的，不能修改了。
>>> t.tree
'liushu'
因为前面已经通过类给这个属性赋值了。不能用实例属性来修改。只能：
>>> Spring.tree = "guangyulan"
>>> t.tree
'guangyulan'
用类属性修改。但是对于没有用类属性赋值的，可以通过实例属性赋值。
>>> t.flower = "haitanghua"
>>> t.flower
'haitanghua'
但此时：
>>> Spring.flower
实例属性的值并没有传回到类属性，你也可以理解为新建立了一个同名的实例属性。如果再给类属性赋值，那么就会这样了：
>>> Spring.flower = "ziteng"
>>> t.flower
'ziteng'
当然，此时在给`t.flower`重新赋值，就会爆出跟前面一样的错误了。
>>> t.water = "green"
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: 'Spring' object has no attribute 'water'
这里试图给实例新增一个属性，也失败了。
看来`__slots__`已经把实例属性牢牢地管控了起来，但更本质是的是优化了内存。诚然，这种优化会在大量的实例时候显出效果。
书接上回，不管是实例还是类，都用`__dict__`来存储属性和方法，可以笼统地把属性和方法称为成员或者特性，一句话概括，就是`__dict__`存储对象成员。但，有时候访问的对象成员没有存在其中，就是这样：
>>> class A(object):
... pass
...
>>> a = A()
>>> a.x
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: 'A' object has no attribute 'x'
`x`不是实例的成员，用`a.x`访问，就出错了，并且错误提示中报告了原因：“'A' object has no attribute 'x'”
在很多情况下，这种报错是足够的了。但是，在某种我现在还说不出的情况下，你或许不希望这样报错，或许希望能够有某种别的提示、操作等。也就是我们更希望能在成员不存在的时候有所作为，不是等着报错。
要处理类似的问题，就要用到本节中的知识了。
##属性拦截
有时候，访问某个类或者实例属性，它不存在，就会异常。对于异常，总是要处理的。就好像“寻隐者不遇”，却被童子“遥指杏花村”，将你“拦截”了，不至于因为“不遇”而垂头丧气。
在Python中，有一些方法就具有这种“拦截”能力。
- `__setattr__(self, name,value)`：如果要给name赋值，就调用这个方法。
- `__getattr__(self, name)`：如果name被访问，同时它不存在的时候，此方法被调用。
- `__getattribute__(self, name)`：当name被访问时自动被调用（注意：这个仅能用于新式类），无论name是否存在，都要被调用。
- `__delattr__(self, name)`：如果要删除name，这个方法就被调用。
用例子说明。
>>> class A(object): #Python 3: class A:
... def __getattr__(self, name):
... print "You use getattr" #Python 3: print("You use getattr")，下同，从略
... def __setattr__(self, name, value):
... print "You use setattr"
... self.__dict__[name] = value
...
类`A`除了两个方法，没有别的了。
>>> a = A()
>>> a.x
You use getattr
`a.x`这个实例属性，本来是不存在的，但是，由于类中有了`__getattr__(self, name)`方法，当发现属性`x`不存在于对象的`__dict__`中的时候，就调用了`__getattr__`，即所谓“拦截成员”。
>>> a.x = 7
You use setattr
给对象的属性赋值时候，调用了`__setattr__(self, name, value)`方法，这个方法中有一句`self.__dict__[name] = value`，通过这个语句，就将属性和数据保存到了对象的`__dict__`中，如果再调用这个属性：
>>> a.x
7
它已经存在于对象的`__dict__`之中。
在上面的类中，当然可以使用`__getattribute__(self, name)`，并且，只要访问属性就会调用它。例如：
>>> class B(object):
... def __getattribute__(self, name):
... print "you are useing getattribute"
... return object.__getattribute__(self, name)
为了与前面的类区分，新命名一个类名字。需要提醒注意，在这里返回的内容用的是`return object.__getattribute__(self, name)`，而没有使用`return self.__dict__[name]`样式。因为如果用`return self.__dict__[name]`这样的方式，就是访问`self.__dict__`，只要访问这个属性，就要调用`__getattribute__``，这样就导致了无线递归下去（死循环）。要避免之。
>>> b = B()
>>> b.y
you are useing getattribute
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
File "", line 4, in __getattribute__
AttributeError: 'B' object has no attribute 'y'
>>> b.two
you are useing getattribute
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
File "", line 4, in __getattribute__
AttributeError: 'B' object has no attribute 'two'
访问不存在的成员，可以看到，已经被`__getattribute__`拦截了，虽然最后还是要报错的。
>>> b.y = 8
>>> b.y
you are useing getattribute
8
当给其赋值后，意味着已经在`__dict__`里面了，再调用，依然被拦截，但是由于已经在`__dict__`内，会把结果返回。
当你看到这里，是不是觉得上面的方法有点魔力呢？不错，的确是“黑魔法”。但是，它有什么具体应用呢？看下面的例子，能给你带来启发。
#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
"""
study __getattr__ and __setattr__
"""
class Rectangle(object): #Python 3: class Rectangle:
"""
the width and length of Rectangle
"""
def __init__(self):
self.width = 0
self.length = 0
def setSize(self, size):
self.width, self.length = size
def getSize(self):
return self.width, self.length
if __name__ == "__main__":
r = Rectangle()
r.width = 3
r.length = 4
print r.getSize() #Python 3: print(r.getSize())
r.setSize( (30, 40) )
print r.width #Python 3: print(r.width)
print r.length #Python 3: print(r.length)
上面代码来自《Beginning Python:From Novice to Professional,Second Edittion》（by Magnus Lie Hetland），根据本教程的需要，稍作修改。
$ python 21301.py
(3, 4)
30
40
这段代码已经可以正确运行了。但是，作为一个精益求精的程序员。总觉得那种调用方式还有可以改进的空间。比如，要给长宽赋值的时候，必须赋予一个元组，里面包含长和宽。这个能不能改进一下呢？
#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
"""
study __getattr__ and __setattr__
"""
class Rectangle(object): #Python 3: class Rectangle:
"""
the width and length of Rectangle
"""
def __init__(self):
self.width = 0
self.length = 0
def setSize(self, size):
self.width, self.length = size
def getSize(self):
return self.width, self.length
size = property(getSize, setSize)
if __name__ == "__main__":
r = Rectangle()
r.width = 3
r.length = 4
print r.size
r.size = 30, 40
print r.width
print r.length
以上代码的运行结果同上。但是，因为加了一句`size = property(getSize, setSize)`，使得调用方法是不是更优雅了呢？原来用`r.getSize()`，现在使用`r.size`，就好像调用一个属性一样。难道你不觉得眼熟吗？在[《多态和封装》](./211.md)中已经用到过property函数了，虽然写法略有差别，但是作用一样。
本来，这样就已经足够了。但是，因为本节中出来了特殊方法，所以，一定要用这些特殊方法从新演绎一下这段程序。虽然重新演绎的不一定比原来的好，主要目的是演示本节的特殊方法应用。
#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
class NewRectangle(object):
def __init__(self):
self.width = 0
self.length = 0
def __setattr__(self, name, value):
if name == "size":
self.width, self.length = value
else:
self.__dict__[name] = value
def __getattr__(self, name):
if name == "size":
return self.width, self.length
else:
raise AttributeError
if __name__ == "__main__":
r = NewRectangle()
r.width = 3
r.length = 4
print r.size #Python 3: print(r.size)
r.size = 30, 40
print r.width #Python 3: print(r.width)
print r.length #Python 3: print(r.length)
除了类的样式变化之外，调用样式没有变。结果是一样的。
如果要对于这种黑魔法有更深的理解，可以阅读：[Python Attributes and Methods](http://www.cafepy.com/article/python_attributes_and_methods/python_attributes_and_methods.html)，读了这篇文章，对Python的对象属性和方法会有更深入的理解。
至此，是否注意到，我们使用了很多以双下划线开头和结尾的方法或者属性，比如`__dict__`，`__init__()`等。在Python中，用这种方法表示特殊的方法和属性，当然，这是一个惯例，之所以这样做，主要是确保这些特殊的名字不会跟你自己所定义的名称冲突，我们自己定义名称的时候，是绝少用双划线开头和结尾的。如果你需要重写这些方法，当然是可以的。
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