53、什么是反射？以及应⽤场景？
  对编程语⾔⽐较熟悉的朋友，应该知道“反射”这个机制。Python作为⼀门动态语⾔，当然不会缺少这⼀重要功能。然⽽，在⽹络上却很少见到有详细或者深刻的剖析论⽂。下⾯结合⼀个web路由的实例来阐述python的反射机制的使⽤场景和核⼼本质。
⼀、前⾔
def f1():
print("f1是这个函数的名字！")
s = "f1"
print("%s是个字符串" % s)
  在上⾯的代码中，我们必须区分两个概念，f1和“f1"。前者是函数f1的函数名，后者只是⼀个叫”f1“的字符串，两者是不同的事物。我们可以⽤f1()的⽅式调⽤函数f1，但我们不能⽤"f1"()的⽅式调⽤函数。说⽩了就是，不能通过字符串来调⽤名字看起来相同的函数！
⼆、web实例
  考虑有这么⼀个场景，根据⽤户输⼊的url的不同，调⽤不同的函数，实现不同的操作，也就是⼀个url路由器的功能，这在web框架⾥是核⼼部件之⼀。下⾯有⼀个精简版的⽰例：
  ⾸先，有⼀个commons模块，它⾥⾯有⼏个函数，分别⽤于展⽰不同的页⾯，代码如下：
def login():
print("这是⼀个登陆页⾯！")
def logout():
print("这是⼀个退出页⾯！")
def home():
print("这是⽹站主页⾯！")
其次，有⼀个visit模块，作为程序⼊⼝，接受⽤户输⼊，展⽰相应的页⾯，代码如下：（这段代码是⽐较初级的写法）
import commons
def run():
inp = input("请输⼊您想访问页⾯的url： ").strip()
if inp == "login":
commons.login()
elif inp == "logout":
commons.logout()
elif inp == "home":
commons.home()
else:
print("404")
if__name__ == '__main__':
run()
我们运⾏visit.py，输⼊：home，页⾯结果如下：
请输⼊您想访问页⾯的url： home
这是⽹站主页⾯！
eval是做什么的
  这就实现了⼀个简单的WEB路由功能，根据不同的url，执⾏不同的函数，获得不同的页⾯。
  然⽽，让我们考虑⼀个问题，如果commons模块⾥有成百上千个函数呢(这⾮常正常)?。难道你在visit模块⾥写上成百上千个elif?显然这是不可能的！那么怎么破？
三、反射机制
  仔细观察visit中的代码，我们会发现⽤户输⼊的url字符串和相应调⽤的函数名好像！如果能⽤这个字符串直接调⽤函数就好了！但是，前⾯我们已经说了字符串是不能⽤来调⽤函数的。为了解决这个问题，python为我们提供⼀个强⼤的内置函数：getattr!我们将前⾯的visit修改⼀下，代码如下：
import commons
def run():
inp = input("请输⼊您想访问页⾯的url： ").strip()
func = getattr(commons,inp)
func()
if__name__ == '__main__':
run()
  ⾸先说明⼀下getattr函数的使⽤⽅法：它接收2个参数，前⾯的是⼀个对象或者模块，后⾯的是⼀个字符串，注意了！是个字符串！
  例⼦中，⽤户输⼊储存在inp中，这个inp就是个字符串，getattr函数让程序去commons这个模块⾥，寻⼀个叫inp的成员（是叫，不是等于），这个过程就相当于我们把⼀个字符串变成⼀个函数名的过程。然后，把获得的结果赋值给func这个变量，实际上func就指向了commons⾥的某个函数。最后通过调⽤func函数，实现对commons⾥函数的调⽤。这完全就是⼀个动态访问的过程，⼀切都不写死，全部根据⽤户输⼊来变化。
  执⾏上⾯的代码，结果和最开始的是⼀样的。
  这就是python的反射，它的核⼼本质其实就是利⽤字符串的形式去对象（模块）中操作（查/获取/删除/添加）成员，⼀种基于字符串的事件驱动！
  这段话，不⼀定准确，但⼤概就是这么个意思。
四、进⼀步完善
上⾯的代码还有个⼩瑕疵，那就是如果⽤户输⼊⼀个⾮法的url，⽐如jpg，由于在commons⾥没有同名的函数，肯定会产⽣运⾏错误，具体如下：
请输⼊您想访问页⾯的url： jpg
Traceback (most recent call last):
File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 16, in <module>
run()
File "F:/Python/pycharm/s13/reflect/visit.py", line 11, in run
func = getattr(commons,inp)
AttributeError: module 'commons' has no attribute 'jpg'
那怎么办呢？其实，python考虑的很全⾯了，它同样提供了⼀个叫hasattr的内置函数，⽤于判断commons中是否具有某个成员。我们将代码修改⼀下：
import commons
def run():
inp = input("请输⼊您想访问页⾯的url： ").strip()
if hasattr(commons,inp):
func = getattr(commons,inp)
func()
else:
print("404")
if__name__ == '__main__':
run()
  通过hasattr的判断，可以防⽌⾮法输⼊错误，并将其统⼀定位到错误页⾯。
  其实，研究过python内置函数的朋友，应该注意到还有delattr和setattr两个内置函数。从字⾯上已经很好理解他们的作⽤了。
  python的四个重要内置函数：getattr、hasattr、delattr和setattr较为全⾯的实现了基于字符串的反射机制。他们都是对内存内的模块进⾏操作，并不会对源⽂件进⾏修改。
五、动态导⼊模块
  上⾯的例⼦是在某个特定的⽬录结构下才能正常实现的，也就是commons和visit模块在同⼀⽬录下，并且所有的页⾯处理函数都在commons模块内。如下图：
  但在现实使⽤环境中，页⾯处理函数往往被分类放置在不同⽬录的不同模块中，也就是如下图：
  难道我们要在visit模块⾥写上⼀⼤堆的import 语句逐个导⼊account、manage、commons模块吗？要是有1000个这种模块呢？
  刚才我们分析完了基于字符串的反射，实现了动态的函数调⽤功能，我们不禁会想那么能不能动态导⼊模块呢？这完全是可以的！
  python提供了⼀个特殊的⽅法：__import__(字符串参数)。通过它，我们就可以实现类似的反射功能。__import__()⽅法会根据参数，动态的导⼊同名的模块。
我们再修改⼀下上⾯的visit模块的代码。
def run():
inp = input("请输⼊您想访问页⾯的url： ").strip()
modules, func = inp.split("/")
obj = __import__(modules)
if hasattr(obj, func):
func = getattr(obj, func)
func()
else:
print("404")
if__name__ == '__main__':
run()
运⾏⼀下：
请输⼊您想访问页⾯的url： commons/home
这是⽹站主页⾯！
请输⼊您想访问页⾯的url： account/find
这是⼀个查功能页⾯！
我们来分析⼀下上⾯的代码：
  ⾸先，我们并没有定义任何⼀⾏import语句；
  其次，⽤户的输⼊inp被要求为类似“commons/home”这种格式，其实也就是模拟web框架⾥的url地址，斜杠左边指向模块名，右边指向模块中的成员名。
  然后，modules,func = inp.split("/")处理了⽤户输⼊，使我们获得的2个字符串，并分别保存在modules和func变量⾥。
  接下来，最关键的是obj = __import__(modules)这⼀⾏，它让程序去导⼊了modules这个变量保存的字符串同名的模块，并将它赋值给obj变量。
  最后的调⽤中，getattr去modules模块中调⽤func成员的含义和以前是⼀样的。
  总结：通过__import__函数，我们实现了基于字符串的动态的模块导⼊。
  同样的，这⾥也有个⼩瑕疵！
  如果我们的⽬录结构是这样的：
  那么在visit的模块调⽤语句中，必须进⾏修改，我们想当然地会这么做：
def run():
inp = input("请输⼊您想访问页⾯的url： ").strip()
modules, func = inp.split("/")
obj = __import__("lib." + modules)  #注意字符串的拼接
if hasattr(obj, func):
func = getattr(obj, func)
func()
else:
print("404")
if__name__ == '__main__':
run()
改了这么⼀个地⽅:obj = __import__("lib." + modules)，看起来似乎没什么问题，和import libmons的传统⽅法类似，但实际上运⾏的时候会有错误。
请输⼊您想访问页⾯的url： commons/home
404
请输⼊您想访问页⾯的url： account/find
404
  为什么呢？因为对于x这⼀类的模块导⼊路径，__import__默认只会导⼊最开头的圆点左边的⽬录，也就是“lib”。我们可以做个测试，在visit同级⽬录内新建⼀个⽂件，代码如下：
obj = __import__("libmons")
print(obj)
执⾏结果：
<module 'lib' (namespace)>
这个问题怎么解决呢？加上fromlist = True参数即可！
def run():
inp = input("请输⼊您想访问页⾯的url： ").strip()
modules, func = inp.split("/")
obj = __import__("lib." + modules, fromlist=True) # 注意fromlist参数
if hasattr(obj, func):
func = getattr(obj, func)
func()
else:
print("404")
if__name__ == '__main__':
run()
⾄此，动态导⼊模块的问题基本都解决了，只剩下最后⼀个，那就是万⼀⽤户输⼊错误的模块名呢？
⽐如⽤户输⼊了somemodules/find，由于实际上不存在somemodules这个模块，必然会报错！那有没有类似上⾯hasattr内置函数这么个功能呢？答案是没有！碰到这种，你只能通过异常处理来解决。
六、最后的思考
可能有⼈会问python不是有两个内置函数exec和eval吗？他们同样能够执⾏字符串。⽐如：
exec("print('haha')")
结果：
haha
  那么直接使⽤它们不⾏吗？⾮要那么费劲地使⽤getattr，__import__⼲嘛？
  其实，在上⾯的例⼦中，围绕的核⼼主题是如何利⽤字符串驱动不同的事件，⽐如导⼊模块、调⽤函数等等，这些都是python的反射机制，是⼀种编程⽅法、设计模式的体现，凝聚了⾼内聚、松耦合的编程思想，不能简单的⽤执⾏字符串来代替。当然，exec和eval也有它的舞台，在web框架⾥也经常被使⽤。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。