Python实现3D点对象属性(x/y/z)的自动获取与设置

我尝试用Python创建一个3D点对象，编写了如下代码：

import numpy as np

class Point3D:
    def __init__(self, x, y, z):

        self.vector = np.matrix([x, y, z])
        self.vector.reshape(3, 1)

    def x(self): return self.vector.item((0, 0))
    def y(self): return self.vector.item((0, 1))
    def z(self): return self.vector.item((0, 2))

我使用numpy创建列矩阵，最终将其用于渲染引擎开发。希望无需输入self.vector.item((0, 0))这类复杂语句，直接通过point.x自动获取向量中的x值，同时支持point.x = 5这样的赋值操作。请问是否有可行的实现方式？

我曾尝试在__init__中初始化这些属性，但每次都需手动更新；之后编写了方法来简化获取操作，但仍无法实现设置功能。

可以使用Python的@property装饰器实现需求，它能将方法伪装成属性，既支持直接取值，也能通过赋值语法修改底层numpy矩阵的数据。

修改后的代码如下：

import numpy as np

class Point3D:
    def __init__(self, x, y, z):
        # 直接初始化为3x1列矩阵，reshape不修改原矩阵，需赋值生效
        self.vector = np.matrix([x, y, z]).reshape(3, 1)
    
    @property
    def x(self):
        return self.vector.item((0, 0))
    
    @x.setter
    def x(self, value):
        self.vector.itemset((0, 0), value)
    
    @property
    def y(self):
        return self.vector.item((1, 0))
    
    @y.setter
    def y(self, value):
        self.vector.itemset((1, 0), value)
    
    @property
    def z(self):
        return self.vector.item((2, 0))
    
    @z.setter
    def z(self, value):
        self.vector.itemset((2, 0), value)

关键说明： #

• @property装饰器把x()、y()、z()方法转为只读属性，直接通过point.x即可取值，无需加括号。
• 配套的@x.setter等装饰器定义了赋值逻辑，执行point.x = 5时会自动调用对应方法修改矩阵元素。
• 原代码中self.vector.reshape(3,1)不会修改原矩阵，需在__init__中直接赋值生成列矩阵。

使用示例： #

p = Point3D(1, 2, 3)
print(p.x)  # 输出1
p.x = 5
print(p.x)  # 输出5
print(p.vector)  # 输出[[5],[2],[3]]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Math Magician