Python中最神秘的魔法函数是什么

这篇文章主要介绍“python中最神秘的魔法函数是什么”，在日常操作中，相信很多人在Python中最神秘的魔法函数是什么问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Python中最神秘的魔法函数是什么”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

本文主要关注的问题有：(1) missing()到底是何方神圣？(2) missing()有什么特别之处？擅长“大变活人”魔术？

(3) missing()是否真的是上述发现的例外？如果是的话，为什么会有这种特例？

1、有点价值的missing()

从普通的字典中取值时，可能会出现 key 不存在的情况：

dd = {'name':'PythonCat'}dd.get('age')        # 结果：Nonedd.get('age', 18)    # 结果：18dd['age']            # 报错 KeyErrordd.__getitem__('age')  # 等同于 dd['age']

对于 get() 方法，它是有返回值的，而且可以传入第二个参数，作为 key 不存在时的返回内容，因此还可以接受。但是，另外两种写法都会报错。

为了解决后两种写法的问题，就可以用到 missing() 魔术方法。

现在，假设我们有一个这样的诉求：从字典中取某个 key 对应的 value，如果有值则返回值，如果没有值则插入 key，并且给它一个默认值（例如一个空列表）。

如果用原生的 dict，并不太好实现，但是，Python 提供了一个非常好用的扩展类collections.defaultdict：

如图所示，当取不存在的 key 时，没有再报 KeyError，而是默认存入到字典中。

为什么 defaultdict 可以做到这一点呢？

原因是 defaultdict 在继承了内置类型 dict 之后，还定义了一个 missing() 方法，当 getitem取不存在的值时，它就会调用入参中传入的工厂函数（上例是调用 list()，创建空列表）。

作为最典型的示例，defaultdict 在文档注释中写到：

简而言之，missing()的主要作用就是由getitem在缺失 key 时调用，从而避免出现 KeyError。

另外一个典型的使用例子是collections.Counter，它也是 dict 的子类，在取未被统计的 key 时，返回计数 0：

2、神出鬼没的missing()

由上可知，missing()在getitem()取不到值时会被调用，但是，我不经意间还发现了一个细节：getitem()在取不到值时，并不一定会调用missing()。

这是因为它并非内置类型的必要属性，并没有在字典基类中被预先定义。

如果你直接从 dict 类型中取该属性值，会报属性不存在：AttributeError: type object 'object' has no attribute '__missing__'。

使用 dir() 查看，发现确实不存在该属性：

如果从 dict 的父类即 object 中查看，也会发现同样的结果。

这是怎么回事呢？为什么在 dict 和 object 中都没有missing属性呢？

然而，查阅最新的官方文档，object 中分明包含这个属性：

出处：3. Data model — Python 3.10.1 documentationmissing#object.missing

也就是说，理论上 object 类中会预定义missing，其文档证明了这一点，然而实际上它并没有被定义！文档与现实出现了偏差！

如此一来，当 dict 的子类（例如 defaultdict 和 Counter）在定义missing 时，这个魔术方法事实上只属于该子类，也就是说，它是一个诞生于子类中的魔术方法！

据此，我有一个不成熟的猜想：getitem()会判断当前对象是否是 dict 的子类，且是否拥有missing()，然后才会去调用它（如果父类中也有该方法，则不会先作判断，而是直接就调用了）。

我在交流群里说出了这个猜想，有同学很快在 CPython 源码中找到验证：

而这就有意思了，在内置类型的子类上才存在的魔术方法，纵观整个 Python 世界，恐怕再难以找出第二例。

我突然有一个联想：这神出鬼没的missing()，就像是一个擅长玩“大变活人”的魔术师，先让观众在外面透过玻璃看到他（即官方文档），然而揭开门时，他并不在里面（即内置类型），再变换一下道具，他又完好无损就出现了（即 dict 的子类）。

3、被施魔法的missing()

missing() 的神奇之处，除了它本身会变“魔术”之外，它还需要一股强大的“魔法”才能驱动。

我发现原生的魔术方法间相互独立，它们在 C 语言界面可能有相同的核心逻辑，但是在 Python 语言界面，却并不存在着调用关系：

魔术方法的这种“老死不相往来”的表现，违背了一般的代码复用原则，也是导致内置类型的子类会出现某些奇怪表现的原因。

官方 Python 宁肯提供新的 UserString、UserList、UserDict 子类，也不愿意复用魔术方法，唯一合理的解释似乎是令魔术方法相互调用的代价太大。

但是，对于特例missing()，Python 却不得不妥协，不得不付出这种代价！

missing() 是魔术方法的“二等公民”，它没有独立的调用入口，只能被动地由 getitem() 调用，即missing() 依赖于getitem()。

不同于那些“一等公民”，例如 init()、enter()、len()、eq() 等等，它们要么是在对象生命周期或执行过程的某个节点被触发，要么由某个内置函数或操作符触发，这些都是相对独立的事件，无所依赖。

missing() 依赖于getitem()，才能实现方法调用；而 getitem() 也要依赖 missing()，才能实现完整功能。

为了实现这一点，getitem()在解释器代码中开了个后门，从 C 语言界面折返回 Python 界面，去调用那个名为“missing”的特定方法。

而这就是真正的“魔法”了，目前为止，missing()似乎是唯一一个享受了此等待遇的魔术方法！

到此，关于“Python中最神秘的魔法函数是什么”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注编程网网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！