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python延迟初始化(lazy property)

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。

class Circle(object):    def __init__(self, radius):      self.radius = radius       @property   def area(self):      return 3.14 * self.radius ** 2    c = Circle(4)  print c.radius  print 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:

class lazy(object):    def __init__(self, func):      self.func = func       def __get__(self, instance, cls):      val = self.func(instance)      setattr(instance, self.func.__name__, val)      return val     class Circle(object):    def __init__(self, radius):      self.radius = radius       @lazy   def area(self):      print 'evalute'     return 3.14 * self.radius ** 2    c = Circle(4)  print c.radius  print c.area  print c.area  print 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。

__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

def lazy_property(func):     attr_name = "_lazy_" + func.__name__      @property     def _lazy_property(self):         if not hasattr(self, attr_name):             setattr(self, attr_name, func(self))         return getattr(self, attr_name)      return _lazy_property  class Circle(object):    def __init__(self, radius):      self.radius = radius       @lazy_property   def area(self):      print 'evalute'     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:

lazy_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:

c = Circle(4)  print "before first visit" print c.__dict__   c.area print "after first visit" print c.__dict__

输出结果为:

before first visit {'radius': 4} evalute after first visit {'_lazy_area': 50.24, 'radius': 4}

从中可以看书,只有当我们第一次访问 c.area 时,才调用 area 方法,说明确实延迟初始化了。

参考文献

  • Descriptor HowTo Guide

  • lazy evaluation

  • python中的property及实现lazy property(原博客已找不到)

原文  https://segmentfault.com/a/1190000005818249
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