introspection有什么用处？

Question

我主要使用PHP进行编程，现在正试图转向Python。我熟练掌握PHP，并且从未需要使用内省/反射等功能。那么代码内省有什么好处，在什么情况下会变得无可替代呢？

以下是我认为代码内省有用的唯一方式：

从我在“深入Python”的例子中看到的，内省基本上意味着您可以列出对象的所有函数和属性。对我来说，内省就像一个对象的“用户手册”。它允许您从python shell查看对象及其功能。

我只是不知道为什么或在什么情况下，您会对任意对象进行内省，并做出有用的事情。

- Chris D.

Answer 1

假设你有一个自定义对象，你想知道该对象是否具有某些属性或某个方法，那么可以使用内省函数（例如hasattr）来查找。

就像《Dive into Python》一书中已经说明的那样，如果您正在构建带有自动完成功能的GUI编辑器，您想要在运行时获取可调用的对象的公共方法，则可以使用内省方法，例如通过dir获得每个方法的getattr，并检查它是否是可调用的，然后将其显示在您的自动完成列表中。

- Senthil Kumaran

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嗨。谢谢你的回复。有一件事让我感到困惑，也许你期望（并已编写代码反映了这种期望），如果一个对象想要获取用户的ID，这将通过名为“getUserID（）”的函数完成。在您的代码中，您会检查并寻找名为getUserID的函数。好吧，也许程序员更喜欢给他的函数起一个“不同”的名称，比如叫做“retrieve_the_user_identification_integer（）”或者其他奇怪的名称。这就是我对即时内省感到困惑的原因。看起来你做了很多假设。 - Chris D.

其实，你的疑问很好。通常情况下，你不会对自己或类创建的对象进行内省，因为你已经知道某些东西存在！现在，考虑一下当对象被给定给你并且你不知道太多关于它们的信息时，内省就显得尤为重要。一个很好的例子是，你编写了一个带有自动完成功能的GUI编辑器，我使用该编辑器并创建了一个自定义模块和对象。当我尝试自动完成我编写的对象时，你的编辑器应该给我可能函数的列表。你的编辑器如何知道？通过内省我的对象。希望对你有所帮助。 - Senthil Kumaran

这里涉及到“鸭子类型”的概念。如果一个对象有一个write()方法，Python将很乐意让你在任何你想写文件的地方使用它——无论它是否派生自file类。（这与其他一些语言非常不同！）因此，如果你要写入一个文件，你可以先试试看是否会出现异常，或者你可以先使用hasattr()检查它是否有一个write()方法。通常的Python习惯用法实际上是先尝试并捕获异常，但有些情况下“三思而后行”也很有用。 - kindall

为了强调@kindall所说的：在Python中，"方法调用类型检查"，又称为“尝试方法，而不是检查类型”的类型检查，经常用于代替内省。请注意，一些疯狂的人 :) 将其称为“鸭子类型”，在我看来这是一个相当荒谬和晦涩的术语。请参阅链接以阅读我对这是什么意思的描述。 - Gabriel Staples

Answer 2

我在实际项目中使用introspection的一个例子：

我们有一个名为TaskService的管理后台任务的服务。每个任务实际上都是实现了给定接口的Start()和Stop()方法的类。我们有一个配置文件，将每个任务与其类匹配。所以运行TaskService时，它只是浏览配置文件，并对于每个任务获取类的名称，并通过reflection(introspection是reflection的一个子部分)在运行时实例化。

另一个introspection可能有用的示例是在编程语言中使用注释。注释用于向其他第三方程序(如ORMs)提供关于您的类的元信息，例如您可以使用注释来告诉某个类是否为实体类(这在Java中是正确的，但Python不支持)，或关于某些属性的关联类型等。

代码补全是introspection有用性的另一个例子。

顺便说一下，正如你提到的，introspection在程序文档工具方面非常有帮助。

- Amokrane Chentir

Answer 3

我编写了一款文档验证器，可以对PDF文件运行测试以检查其中的各种问题。这些测试是特殊类的方法，这些类代表Subversion分支、产品、手册和各种类型的任意分组。验证器引擎使用内省来查找这些特殊类、实例化它们并运行它们的方法。

我本可以编写一个需要编写样板代码来实例化每个类、调用每个方法等的验证器。但这样做会重复自己，并且容易出现维护问题（在这种情况下添加/删除测试时未能同时更新两个位置）。通过利用您希望将同一操作应用于所有特殊类的事实，计算机可以为您执行样板工作，并且不会犯错误。这样，您只需在一个地方声明文档的结构。

- kindall

Answer 4

有点晚了，但另一个内省的例子是使用Active Record（一种将对象映射到数据库表的Ruby库）。 Active Record使用内省来查看类的名称，确定关联的表，并定义方法以访问对象属性，从数据库模式中推断它们的名称。它在运行时读取模式（元编程和内省在此处发挥作用）。因此，例如，如果您有一个名为Person的类，则不必编写访问器方法，例如name或email。只要与相同名称的列（在本例中为name和email）存在于关联表中（在本例中为people），Active Record就会在运行时为这些同名属性定义访问器方法。

- Fawaz Farid