Python高级技巧：lazy property

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Python 对象的延迟初始化是指，当它第一次被创建时才进行初始化，或者保存第一次创建的结果，然后每次调用的时候直接返回该结果。延迟初始化主要用于提高性能，避免浪费计算，并减少程序的内存需求。

property

在切入正题之前，我们了解下property的用法，property可以将属性的访问转变成方法的调用。

 1class Circle(object): 
 2 def __init__(self, radius): 
 3 self.radius = radius 
 4
 5 @property
 6 def area(self): 
 7 return 3.14 * self.radius ** 2
 8
 9c = Circle(4) 
10print c.radius 
11print c.area 

可以看到，area虽然是定义成一个方法的形式，但是加上@property后，可以直接执行c.area，当成属性访问。

现在问题来了，每次调用c.area，都会计算一次，太浪费cpu了，怎样才能只计算一次呢?这就是lazy property。

lazy property

实现延迟初始化有两种方式，一种是使用python描述符，另一种是使用@property修饰符。

方式1：

 1class lazy(object): 
 2 def __init__(self, func): 
 3 self.func = func 
 4
 5 def __get__(self, instance, cls): 
 6 val = self.func(instance) 
 7 setattr(instance, self.func.__name__, val) 
 8 return val 
 9
10class Circle(object): 
11 def __init__(self, radius): 
12 self.radius = radius 
13
14 @lazy
15 def area(self): 
16 print 'evalute'
17 return 3.14 * self.radius ** 2
18
19c = Circle(4) 
20print c.radius 
21print c.area 
22print c.area 
23print c.area 

结果'evalute'只输出了一次。在lazy类中，我们定义了get__()方法，所以它是一个描述符。当我们第一次执行c.area时，python解释器会先从c.dict中进行查找，没有找到，就从Circle.dict中进行查找，这时因为area被定义为描述符，所以调用__get**方法。

在get__()方法中，调用实例的area()方法计算出结果，并动态给实例添加一个同名属性area，然后将计算出的值赋予给它，相当于设置c.__dict['area']=val。

当我们再次调用c.area时，直接从c.dict中进行查找，这时就会直接返回之前计算好的值了。

不太懂python描述符的话，可以参考Descriptor HowTo Guide

方式2

 1def lazy_property(func):
 2 attr_name = "_lazy_" + func.__name__
 3
 4 @property
 5 def _lazy_property(self):
 6 if not hasattr(self, attr_name):
 7 setattr(self, attr_name, func(self))
 8 return getattr(self, attr_name)
 9
10 return _lazy_property
11
12class Circle(object): 
13 def __init__(self, radius): 
14 self.radius = radius 
15
16 @lazy_property
17 def area(self): 
18 print 'evalute'
19 return 3.14 * self.radius ** 2

这里与方法1异曲同工，在area()前添加@lazy_property相当于运行以下代码：

1lazy_property(area)

lazy_property()方法返回_lazy_property，_lazy_property又会调用_lazy_property()方法，剩下的操作与方法1类似。

我们可以检查下是否真的延迟初始化了：

 1c = Circle(4) 
 2print "before first visit"
 3print c.__dict__ 
 4c.area
 5print "after first visit"
 6print c.__dict__
 7
 8#输出结果为：
 9
10before first visit
11{'radius': 4}
12evalute
13after first visit
14{'_lazy_area': 50.24, 'radius': 4}

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