在[上篇文章中](https://mp.weixin.qq.com/s/FtlVNTYq60KSPti2xD4psA)，我有一個核心的發現：**Python 內建型別的特殊方法（含魔術方法與其它方法）由 C 語言獨立實現，在 Python 層面不存在呼叫關係。** 但是，文中也提到了一個例外：一個非常神祕的魔術方法。 這個方法非常不起眼，用途狹窄，我幾乎從未注意過它，然而，當發現它可能是上述“定律”的唯一例外情況時，我認為值得再寫一篇文章來詳細審視一下它。 本文主要關注的問題有： (1) \_\_missing\_\_()到底是何方神聖？ (2) \_\_missing\_\_()有什麼特別之處？擅長“大變活人”魔術？ (3) \_\_missing\_\_()是否真的是上述發現的例外？如果是的話，為什麼會有這種特例？ ## 1、有點價值的\_\_missing\_\_() 從普通的字典中取值時，可能會出現 key 不存在的情況： ```python dd = {'name':'PythonCat'} dd.get('age') # 結果：None dd.get('age', 18) # 結果：18 dd['age'] # 報錯 KeyError dd.__getitem__('age') # 等同於 dd['age'] ```  對於 get() 方法，它是有返回值的，而且可以傳入第二個引數，作為 key 不存在時的返回內容，因此還可以接受。但是，另外兩種寫法都會報錯。 為了解決後兩種寫法的問題，就可以用到 \_\_missing\_\_() 魔術方法。 現在，假設我們有一個這樣的訴求：從字典中取某個 key 對應的 value，如果有值則返回值，如果沒有值則插入 key，並且給它一個預設值（例如一個空列表）。 如果用原生的 dict，並不太好實現，但是，Python 提供了一個非常好用的擴充套件類`collections.defaultdict`：  如圖所示，當取不存在的 key 時，沒有再報 KeyError，而是預設存入到字典中。 為什麼 defaultdict 可以做到這一點呢？ 原因是 defaultdict 在繼承了內建型別 dict 之後，還定義了一個 \_\_missing\_\_() 方法，當 \_\_getitem\_\_取不存在的值時，它就會呼叫入參中傳入的工廠函式（上例是呼叫 list()，建立空列表）。 作為最典型的示例，defaultdict 在文件註釋中寫到：  簡而言之，**\_\_missing\_\_()的主要作用就是由\_\_getitem\_\_在缺失 key 時呼叫，從而避免出現 KeyError。** 另外一個典型的使用例子是`collections.Counter` ，它也是 dict 的子類，在取未被統計的 key 時，返回計數 0：  ## 2、神出鬼沒的\_\_missing\_\_() 由上可知，\_\_missing\_\_()在\_\_getitem\_\_()取不到值時會被呼叫，但是，我不經意間還發現了一個細節：**\_\_getitem\_\_()在取不到值時，並不一定會呼叫\_\_missing\_\_()。** 這是因為它並非內建型別的必要屬性，並沒有在字典基類中被預先定義。 如果你直接從 dict 型別中取該屬性值，會報屬性不存在：`AttributeError: type object 'object' has no attribute '__missing__'` 。 使用 dir() 檢視，發現確實不存在該屬性：  如果從 dict 的父類即 object 中檢視，也會發現同樣的結果。 這是怎麼回事呢？為什麼在 dict 和 object 中都沒有\_\_missing\_\_屬性呢？ 然而，查閱最新的官方文件，object 中分明包含這個屬性：  出處：https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html?highlight=\_\_missing\_\_#object.\_\_missing\_\_ 也就是說，理論上 object 類中會預定義\_\_missing\_\_，其文件證明了這一點，然而實際上它並沒有被定義！文件與現實出現了偏差！ 如此一來，當 dict 的子類（例如 defaultdict 和 Counter）在定義\_\_missing\_\_ 時，這個魔術方法事實上只屬於該子類，也就是說，**它是一個誕生於子類中的魔術方法！** 據此，我有一個不成熟的猜想：\_\_getitem\_\_()會判斷當前物件是否是 dict 的子類，且是否擁有\_\_missing\_\_()，然後才會去呼叫它（如果父類中也有該方法，則不會先作判斷，而是直接就呼叫了）。 我在交流群裡說出了這個猜想，有同學很快在 CPython 原始碼中找到驗證：  而這就有意思了，**在內建型別的子類上才存在的魔術方法，** 縱觀整個 Python 世界，恐怕再難以找出第二例。 我突然有一個聯想：這神出鬼沒的\_\_missing\_\_()，就像是一個擅長玩“大變活人”的魔術師，先讓觀眾在外面透過玻璃看到他（即官方文件），然而揭開門時，他並不在裡面（即內建型別），再變換一下道具，他又完好無損就出現了（即 dict 的子類）。 ## 3、被施魔法的\_\_missing\_\_() \_\_missing\_\_() 的神奇之處，除了它本身會變“魔術”之外，它還需要一股強大的“魔法”才能驅動。 在[上篇文章中](https://mp.weixin.qq.com/s/FtlVNTYq60KSPti2xD4psA)，我發現原生的魔術方法間相互獨立，它們在 C 語言介面可能有相同的核心邏輯，但是在 Python 語言介面，卻並不存在著呼叫關係：  魔術方法的這種“老死不相往來”的表現，違背了一般的程式碼複用原則，也是導致內建型別的子類會出現某些奇怪表現的原因。 官方 Python 寧肯提供新的 UserString、UserList、UserDict 子類，也不願意複用魔術方法，唯一合理的解釋似乎是令魔術方法相互呼叫的代價太大。 但是，對於特例\_\_missing\_\_()，Python 卻不得不妥協，不得不付出這種代價！ \_\_missing\_\_() 是魔術方法的“**二等公民** ”，它沒有獨立的呼叫入口，只能被動地由 \_\_getitem\_\_() 呼叫，即\_\_missing\_\_() 依賴於\_\_getitem\_\_()。 不同於那些“**一等公民** ”，例如 \_\_init\_\_()、\_\_enter\_\_()、\_\_len\_\_()、\_\_eq\_\_() 等等，它們要麼是在物件生命週期或執行過程的某個節點被觸發，要麼由某個內建函式或操作符觸發，這些都是相對獨立的事件，無所依賴。 **_\_missing\_\_() 依賴於\_\_getitem\_\_()，才能實現方法呼叫；而 \_\_getitem\_\_() 也要依賴 \_\_missing\_\_()，才能實現完整功能。** 為了實現這一點，\_\_getitem\_\_()在直譯器程式碼中開了個後門，從 C 語言介面折返回 Python 介面，去呼叫那個名為“_\_missing\_\_”的特定方法。  而這就是真正的“魔法”了，目前為止，_\_missing\_\_()似乎是唯一一個享受了此等待遇的魔術方法！ ## 4、小結 Python 的字典提供了兩種取值的內建方法，即\_\_getitem\_\_() 和 get()，當取值不存在時，它們的處理策略是不一樣的：**前者會報錯`KeyError`，而後者會返回 None。** 為什麼 Python 要提供兩個不同的方法呢？或者應該問，為什麼 Python 要令這兩個方法做出不一樣的處理呢？ 這可能有一個很複雜（也可能是很簡單）的解釋，本文暫不深究了。 不過有一點是可以確定的：即原生 dict 型別簡單粗暴地拋`KeyError` 的做法有所不足。 為了讓字典型別有更強大的表現（或者說讓\_\_getitem\_\_()作出 get() 那樣的表現），Python 讓字典的子類可以定義_\_missing\_\_()，供\_\_getitem\_\_()查詢呼叫。 本文梳理了_\_missing\_\_()的實現原理，從而揭示出它並非是一個毫不起眼的存在，恰恰相反，**它是唯一一個打破了魔術方法間壁壘，支援被其它魔術方法呼叫的特例！** Python 為了維持魔術方法的獨立性，不惜煞費苦心地引入了 UserString、UserList、UserDict 這些派生類，但是對於 _\_missing\_\_()，它卻選擇了妥協。 本文揭示出了這個魔術方法的神祕之處，不知你讀後有何感想呢？歡迎留言