Интроспекция в Python

Список вопросов к Python собеседованию

Определение понятия интроспекции

Интроспекция (introspection) в контексте объектно-ориентированных языков программирования — это возможность запросить тип и структуру объекта во время выполнения программы.

Среди языков, поддерживающих интроспекцию — C++ (с RTTI), Go, Java, Kotlin, JavaScript, Perl, Ruby, Smalltalk, PHP и Python.

В PHP и Python интроспекция интегрирована в сам язык.

В Python интроспекция может быть функционально реализована с помощью:

• встроенных методов dir(), type(), isinstance(), hasattr(), id();
• встроенного модуля inspect;
• идти непосредственно от имени объекта с помощью встроенных аттрибутов __class__ и __dict__.

Пользоваться интроспекцией в Python особенно удобно, благодаря парадигме, что “всё является объектом”. Любая сущность, являясь объектом, имеет метаданные (данные об объекте), называемые аттрибутами, и связаные с этой сущностью функциональности, называемые методами. В Python новый класс по-умолчанию является сам по себе объектом метакласса type.

Наиболее часто используемые функции интроспекции в Python:

dir()

• Предоставляет список атрибутов и методов, доступных для указанного объекта, который может быть объявленной переменной или функцией.
• Возвращаемое значение это отсортированный в алфавитном порядке список.
• При вызове функции dir() без аргумента она возвращает имена, доступные в локальной области видимости.

1
2

a = [1, 2, 3]
dir(a)  # ['__add__', '__class__', '__contains__', ... , 'sort']

type()

Возвращает тип объекта, который может быть примитивным типом данных, объектом, классом или модулем.

Можно напрямую сравнить возвращаемое значение с типом, который мы хотим проверить, используя == или is.

1
2
3

type(8.7)  # <class 'float'>
type("test") == int  # False
type((7, 5,)) is tuple  # True

isinstance()

Позволяет определить, является ли определенный объект экземпляром указанного класса.

isinstance() может принимать кортеж в качестве второго аргумента,

1
2
3

isinstance([1,2], list)  # True
isinstance([1,2], tuple)  # False
isinstance(1, (int, float, tuple))  # True

hasattr()

Функция hasattr() проверяет существование атрибута с именем name в объекте object. Возвращает True, если атрибут существует, иначе False.

Реализация функция hasattr() основывается на вызове функции getattr() с последующей проверкой на предмет брошенного ей исключения AttributeError.

1
2
3

x = ('one', 'two', 'boom')
hasattr(x, 'some_attr')  # False
hasattr(x, 'count')  # True

id()

Функция id() возвращает уникальный идентификатор для указанного объекта.

1
2

x = ('one', 'two', 'boom')
id(x)  # 140575915669688

В CPython идентификатор объекта — это адрес объекта в памяти.

• Все объекты в Python имеют свой уникальный идентификатор. Идентификатор присваивается объекту при его создании. Идентификатор является адресом памяти объекта и будет отличаться при каждом запуске программы.
• Объекты могут иметь одинаковый идентификатор, если периоды их существования не пересекаются.
• Некоторые объекты могут иметь один и тот же идентификатор, например: мелкие целые от -5 до 256, True и False.

Модуль inspect

Модуль inspect также предоставляет несколько полезных функций для получения информации об объектах. Например, можно проверить элементы объекта:

1
2
3

import inspect
print(inspect.getmembers(str))
# Output: [('__add__', <slot wrapper '__add__' of ... ...

Источники:

Wiki