语法简析
一般来说，描述器（descriptor）是一个有”绑定行为”的对象属性（object attribute），它的属性访问被描述器协议方法重写。这些方法是 __get__()、 __set__() 和 __delete__() 。如果一个对象定义了以上任意一个方法，它就是一个描述器。而描述器协议的具体形式如下：
descr.__get__(self, obj, type=None) –> value
descr.__set__(self, obj, value) –> None
descr.__delete__(self, obj) –> None
描述器本质上是一个类对象，该对象定义了描述器协议三种方法中至少一种。而这三种方法只有当类的实例出现在一个所有者类（owner class）之内时才有效，也就是说，描述器必须出现在所有者类或其父类的字典 __dict__ 里。这里提到了两个类，一是定义了描述器协议的描述器类，另一个是使用描述器的所有者类。
描述器往往以装饰器的方式被使用，导致二者常被混淆。描述器类和不带参数的装饰器类一样，都传入函数对象作为参数，并返回一个类实例，所不同的是，装饰器类返回 callable 的实例，描述器则返回描述器实例。
记住上面的话，下面我们举例说明。
@Property
Python 内置的 property 函数可以说是最著名的描述器之一，几乎所有讲述描述器的文章都会拿它做例子。
property 是用 C 实现的，不过这里有一份等价的 Python 实现：
class Property(object):
“Emulate PyProperty_Type() in Objects/descrobject.c”
def __init__(self, fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None):
self.fget = fget
self.fset = fset
self.fdel = fdel
if doc is None and fget is not None:
doc = fget.__doc__
self.__doc__ = doc
def __get__(self, obj, objtype=None):
if obj is None:
return self
if self.fget is None:
raise AttributeError(“unreadable attribute”)
return self.fget(obj)
def __set__(self, obj, value):
if self.fset is None:
raise AttributeError(“can’t set attribute”)
self.fset(obj, value)
def __delete__(self, obj):
if self.fdel is None:
raise AttributeError(“can’t delete attribute”)
self.fdel(obj)
def getter(self, fget):
return type(self)(fget, self.fset, self.fdel, self.__doc__)
def setter(self, fset):
return type(self)(self.fget, fset, self.fdel, self.__doc__)
def deleter(self, fdel):
return type(self)(self.fget, self.fset, fdel, self.__doc__)
Property 怎么用呢？看下面的例子：
class C(object):
def __init__(self):
self._x = None
@Property
def x(self):
“””I’m the ‘x’ property.”””
return self._x
@x.setter
def x(self, value):
assert value > 0
self._x = value
@x.deleter
def x(self):
del self._x
我们结合源代码和用法来分析 Property。
@Property 的用法就是一个装饰器。我们可以将其等价转化为：
x = Property(x)
函数 x 作为位置参数被赋给 Property.__init__() 的 fget，得到新的 x 已经不是个函数而是个完整实现了 __get__() 方法的描述器实例了。
@x.setter 的用法略有不同。它实际上是利用上面定义的描述器实例 x 的 setter 方法，重新创建了新的实例。这时变量 x 再次被更新，指向了一个完整实现 __get__() 和 __set__() 方法的新描述器。传入 setter 方法的函数名必须是 x，否则如果是 y，按照装饰器的性质，
y = x.setter(y)
新描述器就被 y 引用了，与需求不符。
Property 提供了像访问类“成员变量”一样访问 get、set 方法的能力。
In [123]: c = C()
In [124]: c.x = 1
In [125]: c.x
Out[125]: 1
In [126]: c.x = 0
—————————————————————————
AssertionError Traceback (most recent call last)
in ()
—-> 1 c.x = 0
in __set__(self, obj, value)
20 if self.fset is None:
21 raise AttributeError(“can’t set attribute”)
—> 22 self.fset(obj, value)
23
24 def __delete__(self, obj):
in x(self, value)
10 @x.setter
11 def x(self, value):
—> 12 assert value > 0
13 self._x = value
14
AssertionError:
与一般的属性访问不同，c.x 访问的已经不是简单的属性，而是相当于 x.__get__(c)，可以调用各种复杂方法对属性作检查、包装 。
那么，描述器是怎样被访问到的呢？
调用描述器
有两类描述器：如果同时定义了 __get__() 和 __set__() 方法的描述器称为资料描述器(data descriptor)，仅定义了 __get__() 的描述器称为非资料描述器(non-data descriptor)。非资料描述器常用于类的方法，如常见的 staticmethod 和 classmethod，都是其应用。
如前文所说，描述器常在所有者类或其实例中被调用。
对于实例对象，object.__getattribute__() 会把 c.x 转化为 type(c).__dict__[‘x’].__get__(c, type(c))。如果实例中有和描述器重名的属性 x 怎么办？资料和非资料描述器的区别在于，相对于实例字典的优先级不同。当描述器和实例字典中的某个属性重名，按访问优先级，资料描述器 > 同名实例字典中的属性 > 非资料描述器，优先级小的会被大的覆盖。上面的类 C 中，会优先访问资料描述器 x。下面将讲到，类的方法实际就是一个仅实现了 __get__() 的非资料描述器，所以如果实例 c 中同时定义了名为 foo 的方法和属性，那么 c.foo 访问的是属性而非方法。
对于类，type.__getattribute__() 把 C.x 转化为 C.__dict__[‘x’].__get__(None, C)。
有几点需要牢记的：
描述器被 __getattribute__() 方法调用
因而，重载 __getattribute__() 可能会妨碍描述器被自动调用
__getattribute__() 仅存在于继承自 object 的新式类之中
object.__getattribute__() 和 type.__getattribute__() 对 __get__() 的调用不一样
资料描述器总会覆盖实例字典，即资料描述器具有最高优先级
非资料描述器可能会被实例字典覆盖，即非资料描述器具有最低优先级
非资料描述器与类方法
Python 面向对象的特征建立在基于函数的环境之上。Python 用非资料描述器将二者无缝结合。
方法和普通函数唯一的区别就是，一般方法的第一个参数引用了当前实例，即通常命名为 self 的变量。
Python 中的函数，可以被认为是一个实现了 __get__() 的非资料描述器，用 Python 来描述就是：
class Function(object):
. . .
def __get__(self, obj, objtype=None):
“Simulate func_descr_get() in Objects/funcobject.c”
return types.MethodType(self, obj, objtype)
当函数作为属性被访问时，非资料描述器把函数变为一个方法，把实例调用 obj.f(*args) 转化成 f(obj, *args)，把类调用 klass.f(*args) 转化为 f(*args)。
更多绑定和转换参见下表。
转换
从对象调用
从类调用
函数
f(obj, *args)
f(*args)
静态方法
f(*args)
f(*args)
类方法
f(type(obj), *args)
f(klass, *args)
静态方法是特殊的方法，可以无须实例化而在类中被直接调用，这时当然无法提供合法的 self。为此，需要实现 staticmethod 描述器，其 __get__() 返回的函数无需实例参数，其实也就是原样返回即可，可以用 Python 这样实现
class StaticMethod(object):
“Emulate PyStaticMethod_Type() in Objects/funcobject.c”
def __init__(self, f):
self.f = f
def __get__(self, obj, objtype=None):
return self.f
类方法是另一种特殊的方法，无需当前实例 self， 但是需要当前类 klass （通常也写成 cls），纯 Python 实现如下：
class ClassMethod(object):
“Emulate PyClassMethod_Type() in Objects/funcobject.c”
def __init__(self, f):
self.f = f
def __get__(self, obj, klass=None):
if klass is None:
klass = type(obj)
def newfunc(*args):
return self.f(klass, *args)
return newfunc
参考资料