Python中reprlib模块中的recursive_repr()函数的原理和实现方式

reprlib模块是Python标准库中的一个模块，用于提供对Python对象的更友好的打印输出。

reprlib.repr()函数是reprlib模块中的一个重要函数，它用于生成对象的紧凑显示形式，可用于输出或日志记录。然而，当对象的表示形式非常复杂或递归嵌套时，repr()函数输出的结果会变得非常长，并且很难阅读。

为了解决这个问题，reprlib模块提供了recursive_repr()装饰器函数。该函数可以应用于类的__repr__()方法，以便在表示对象时避免深度递归。

下面是一个使用recursive_repr()函数的示例：

import reprlib

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    @reprlib.recursive_repr()
    def __repr__(self):
        return 'Point({}, {})'.format(self.x, self.y)

这个示例定义了一个简单的Point类，包含x和y两个坐标属性。在类的__repr__()方法上应用了reprlib.recursive_repr()装饰器。

当我们创建一个Point对象并打印它时，__repr__()方法会被调用，并且输出的结果会被reprlib模块处理：

p = Point(1, 2)
print(p)

输出：

Point(1, 2)

在这个示例中，Point类的__repr__()方法使用了reprlib.recursive_repr()装饰器。这意味着当对象为自引用或互相嵌套时，输出结果不会无限递归下去。

reprlib.recursive_repr()装饰器的实现方式主要是利用了Python的上下文管理器。具体来说，它通过将递归状态保存到线程本地存储中，来避免递归过深导致的崩溃。

def recursive_repr(fillvalue='...'):
    'Decorator to make a repr function return fillvalue for a recursive call'

    def decorating_function(user_function):
        repr_running = set()

        def wrapper(self):
            key = id(self), get_thread_ident()
            if key in repr_running:
                return fillvalue
            repr_running.add(key)
            try:
                result = user_function(self)
            finally:
                repr_running.discard(key)
            return result

        # Looks like a regular repr
        wrapper.__module__ = getattr(user_function, '__module__')
        wrapper.__doc__ = getattr(user_function, '__doc__')
        wrapper.__name__ = getattr(user_function, '__name__')
        wrapper.__annotations__ = getattr(user_function, '__annotations__', {})
        return wrapper

    return decorating_function

上面是reprlib模块中recursive_repr()装饰器的简化版本实现。它接受一个fillvalue参数，默认为'...'，用于指定当递归发生时返回的填充值。装饰器使用一个repr_running集合来保存正在执行的__repr__()方法的对象的id和线程id。如果发现正在进行的递归调用，则直接返回填充值。

总结起来，recursive_repr()函数的原理是通过保存正在执行的__repr__()方法的对象和线程id，来判断是否发生递归调用，并返回填充值以避免无限递归。这样可以大大简化打印输出的结果，并提高可读性。