reflect反射

对编程语言比较熟悉的同学，应该听说过“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。下面结合一个web路由的实例来阐述Python反射机制的使用场景和核心本质。

首先，我们要区分两个概念——“标识名”和看起来相同的“字符串”。两者字面上看起来一样，却是两种东西，比如下面的func函数和字符串func：

def func():
    print("func是这个函数的名字！")

s = "func"
print("%s是个字符串" % s)

实例分析

考虑有这么一个场景：需要根据用户输入url的不同，调用不同的函数，实现不同的操作，也就是一个WEB框架的url路由功能。

首先，有一个commons.py文件，它里面有几个函数，分别用于展示不同的页面。这其实就是Web服务的视图文件，用于处理实际的业务逻辑。

# commons.py
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！")

visit.py 作为程序入口，接收用户输入，并根据输入展示相应的页面

# visit.py
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()

这就实现了一个简单的url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，让我们思考一个问题，如果commons文件里有成百上千个函数呢(这很常见)？难道在visit模块里写上成百上千个elif？显然这是不可能的！那么怎么办？

仔细观察visit.py中的代码，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提供了反射机制，帮助我们实现这一想法，其主要就表现在getattr()等几个内置函数上!

现在将前面的visit.py修改一下，代码如下：

# visit.py
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()

getattr()函数的使用方法：接收2个参数，前面的是一个类或者模块，后面的是一个字符串，注意了！是个字符串！

这个过程就相当于把一个字符串变成一个函数名的过程。这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。

前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，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？python提供了一个hasattr()的内置函数，用法和getattr()基本类似，它可以判断commons中是否具有某个成员，返回True或False。现在将代码修改一下：

# visit.py
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()

如果有很多模块需要导入，难道要在visit里面写上一大推的import语言逐个导入嘛?

可以使用Python内置的__import__(字符串参数)函数解决这个问题。通过它，可以实现类似getattr()的反射功能。__import__()方法会根据字符串参数，动态地导入同名的模块。

# visit.py
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()

需要注意的是：输入的时候要同时提供模块名和函数名字，并用斜杠分隔。