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Python中的反射

news 2025/9/15 10:54:24

Python 中的反射（Reflection）详解

反射是指程序在运行时动态访问、检测和修改其自身状态（如属性、方法、类信息）的能力。Python 通过内置函数和特殊属性提供了强大的反射支持，核心功能包括 动态访问对象成员、检查类型、修改属性和调用方法。

一、反射的核心功能

1. 动态访问属性

(1) `getattr(object, name[, default])`

获取对象的属性或方法，若不存在可返回默认值或抛出 AttributeError。

class Student:def __init__(self, name):self.name = namestu = Student("Alice")
print(getattr(stu, "name"))      # 输出: Alice
print(getattr(stu, "age", 18))   # 属性不存在，返回默认值 18

(2) `hasattr(object, name)`

检查对象是否包含指定属性或方法。

if hasattr(stu, "name"):print("存在属性 name")  # 输出: 存在属性 name

(3) `setattr(object, name, value)`

动态设置或修改对象的属性。

setattr(stu, "age", 20)  # 等价于 stu.age = 20
print(stu.age)          # 输出: 20

(4) `delattr(object, name)`

删除对象的属性。

delattr(stu, "age")     # 等价于 del stu.age
print(hasattr(stu, "age"))  # False

2. 动态调用方法

通过 getattr() 获取方法后调用：

class Calculator:def add(self, a, b):return a + bcalc = Calculator()
method = getattr(calc, "add")
print(method(3, 5))  # 输出: 8

3. 反射与模块

动态导入模块并访问其内容：

module_name = "math"
math_module = __import__(module_name)  # 动态导入
sqrt_func = getattr(math_module, "sqrt")
print(sqrt_func(9))  # 输出: 3.0

二、反射的应用场景

1. 插件系统

动态加载和执行插件：

# 假设插件模块名为 "plugin_hello"
plugin_name = "plugin_hello"
plugin = __import__(f"plugins.{plugin_name}", fromlist=["run"])
plugin.run()  # 调用插件的 run() 方法

2. 配置文件驱动行为

根据配置调用不同方法：

config = {"action": "save", "target": "data"}
obj = Database()if hasattr(obj, config["action"]):method = getattr(obj, config["action"])method(config["target"])

3. ORM 框架

动态映射数据库字段到类属性：

class User:def __init__(self, **kwargs):for key, value in kwargs.items():setattr(self, key, value)user = User(name="Alice", age=25)
print(user.name)  # Alice

三、反射的底层原理

Python 对象的属性存储在 __dict__ 字典中，反射操作本质是对 __dict__ 的访问：

class Demo:passdemo = Demo()
demo.__dict__["x"] = 10  # 等价于 demo.x = 10
print(demo.x)           # 输出: 10

四、反射的安全注意事项

避免动态执行用户输入：

user_input = "os.system('rm -rf /')"  # 危险！
# 不要直接 eval(user_input) 或 getattr(os, "system")("rm -rf /")

限制反射范围：使用 hasattr() 检查属性是否存在后再操作。

五、总结

功能	方法	用途
检查属性/方法	`hasattr(obj, "name")`	安全访问前校验
获取属性/方法	`getattr(obj, "name")`	动态调用方法或读取属性
设置属性	`setattr(obj, "name", value)`	动态修改或添加属性
删除属性	`delattr(obj, "name")`	动态删除属性
动态导入模块	`__import__(module_name)`	运行时加载模块