Python 高级编程 021：__dict__与dir()的深度解析

Python 高级编程 021：`dict`与`dir`的深度解析

• [Bilibili 同步视频](#Bilibili 同步视频)
• 一、先搭舞台：一个简单的继承示例
• [二、`dict`：对象属性的 "存储字典"](#二、__dict__：对象属性的 “存储字典”)
• • [1. 底层核心：高性能的内置数据结构](#1. 底层核心：高性能的内置数据结构)
  • [2. 实例的 `dict`：只存自身实例属性](#2. 实例的 __dict__：只存自身实例属性)
  • [3. 类的 `dict`：包含完整类信息](#3. 类的 __dict__：包含完整类信息)
  • [4. 动态操控：直接修改 `dict` 增删属性](#4. 动态操控：直接修改 __dict__ 增删属性)
• [三、`dir()`：对象全貌的 "属性清单"](#三、dir()：对象全貌的 “属性清单”)
• • [1. 核心用法：一键获取全量属性](#1. 核心用法：一键获取全量属性)
  • [2. `dir()` 与 `dict` 的关键区别](#2. dir() 与 __dict__ 的关键区别)
  • [3. 兼容无 `dict` 的内置对象](#3. 兼容无 __dict__ 的内置对象)
• [四、总结：用好自省，吃透 Python 对象](#四、总结：用好自省，吃透 Python 对象)

在 Python 面向对象的世界里，自省（Introspection） 是一项极具魅力的核心能力 ------ 它让我们能在程序运行时，主动探查对象的类型、属性、方法与内部结构，就像拥有一双 "透视眼"，穿透封装，看清对象的本质。

今天，我们就聚焦 Python 自省最常用的两大神兵：__dict__**** 属性 与 dir()** 内置函数**，从继承案例入手，彻底搞懂它们的用法、区别与底层逻辑✨。

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Python 高级编程 021：__dict__与dir()的深度解析

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一、先搭舞台：一个简单的继承示例

为了清晰演示自省机制，我们先定义一组具有继承关系的类，这是后续所有操作的基础👇

# 定义父类 Person
class Person:
    """人：基础父类"""
    name = "user"  # 类属性

# 定义子类 Student，继承自 Person
class Student(Person):
    """学生：继承 Person，扩展自有属性"""
    def __init__(self):
        self.school_name = "慕课网"  # 实例属性

# 实例化 Student 对象
user = Student()

这里的层级关系很清晰：

Student → 继承 Person → 实例化为 user，Person 的类属性 name 与 Student 的实例属性 school_name 共同构成了对象的属性体系。

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二、__dict__：对象属性的 "存储字典"

1. 底层核心：高性能的内置数据结构

在 CPython 编译器 中，__dict__ 是纯 C 语言实现 的字典，经过了极致优化，是 Python 性能最高的数据结构之一🔥。

Python 类与实例的所有属性 ，本质上都通过 __dict__ 来存储和管理 ------ 它就是对象属性的 "专属账本"。

2. 实例的 __dict__：只存自身实例属性

直接打印实例 user 的 __dict__，我们会发现：

print(user.__dict__)
# 输出：{'school_name': '慕课网'}

它只包含实例自身初始化的属性 ，并没有父类 Person 的 name 属性！

但神奇的是，直接访问 user.name 依然能得到结果：

print(user.name)  # 输出：user

这是 Python 的 MRO（方法解析顺序） 在起作用：访问属性时，Python 会沿继承链向上查找 ，name 是父类 Person 的类属性 ，不属于子类实例，因此不会出现在实例的 __dict__ 中。

3. 类的 __dict__：包含完整类信息

类本身也是对象，它的 __dict__ 远比实例丰富，包含模块、类名、文档、弱引用、类属性等全部信息：

print(Person.__dict__)

输出会包含：

__module__（所属模块）、name（类属性）、__doc__（类文档）、__dict__（自身引用）、__weakref__（弱引用）等完整元信息。

4. 动态操控：直接修改 __dict__ 增删属性

__dict__ 不仅能查看，还能直接读写，实现对象属性的动态操控：

# 动态添加实例属性
user.__dict__["school_addr"] = "北京市"
# 直接访问新属性
print(user.school_addr)  # 输出：北京市

这就是 __dict__ 的强大之处 ------ 直接操作对象的属性存储字典，灵活掌控对象状态。

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三、dir()：对象全貌的 "属性清单"

如果说 __dict__ 是属性账本 ，那 dir() 就是全量目录 📋。

dir() 是 Python 内置的自省函数，功能比 __dict__ 更强大，能列出对象所有可用属性与方法（含继承的、内置的魔法方法）。

1. 核心用法：一键获取全量属性

# 查看 Student 实例的所有属性
print(dir(user))

执行后会输出一长串列表，不仅有 school_name、name，还有 Python 内置的 __init__、__str__、__class__ 等魔法方法，覆盖对象的全部可用成员。

2. dir() 与 __dict__ 的关键区别

特性	__dict__	dir()
内容	仅对象自身存储的属性 + 对应值	对象所有可用属性 / 方法名（含继承、内置）
格式	字典（键值对）	列表（仅名称）
适用场景	查看 / 修改自有属性、动态操控	快速探查对象全貌、确认支持的方法

3. 兼容无 __dict__ 的内置对象

很多 Python 内置类型（如 list、str）没有 ****__dict__ ，直接访问会抛异常，但 dir() 依然能完美工作：

a = [1, 2, 3]
# print(a.__dict__)  # 报错：AttributeError
print(dir(a))  # 正常输出 list 的所有方法与属性

这让 dir() 成为探查所有 Python 对象的通用工具，尤其适合查看内置类型实现的魔法函数。

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四、总结：用好自省，吃透 Python 对象

1. 自省是什么：运行时探查对象内部结构的能力，是 Python 动态语言的核心特性；

2. __dict__ ：C 语言实现的高性能属性字典，存自身属性 + 值，支持动态操控，类与实例都有；

3. dir() ：全量属性清单，列所有可用成员，无值、兼容所有对象，适合快速探查；

4. 属性查找：实例无属性时，Python 会通过 MRO 沿继承链向上查找，父类属性不属于实例本身。

掌握 __dict__ 与 dir()，就等于掌握了 Python 对象的透视密码，无论是调试、源码阅读还是动态编程，都能事半功倍🚀。

下一节，我们将继续探索 Python 面向对象的另一核心：super()**** 函数，彻底理清继承中的方法调用逻辑～