Python slots的使用方法

脚本专栏 2024/9/29 佚名

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准备

正常情况下，创建class的实例后，可以给该实例绑定任何属性和方法，这就是动态语言的灵活性。首先定义一个class

class A(object):
  pass

然后创建一个实例，并给实例添加属性和方法。

a = A()
print a.__dict__   #{}
A.name = 'xiaoming' #动态的给实例绑定属性，其实例属性会保存到实例的__dict__中
print a.__dict__   #{'name': 'xiaoming'}
f = lambda :100
a.fun = f      
print a.__dict__   #{'fun': <function <lambda> at>, 'name': 'xiaoming'}

此时的name属性和fun()方法只有实例a能使用，类A的其他实例不能使用，如果想让类A的所有实例都能使用，我们需要给类A绑定方法

print A.__dict__   #...
f = lambda :100
A.fun = f      
print A.__dict__   #... + 'fun': <function <lambda> at 0x0000000003582978>

此时，类A的所有实例就能使用方法fun()了。

"color: #ff0000">__slots__

"htmlcode">

class A(object):
  __slots__ = ('age','name')
a = A()
a.name = 'xiaoming'
a.age = 10
a.id = 123456 #error  AttributeError: 'A' object has no attribute 'id'

由于id不在__slots__中，所以实例不能添加id属性。任何试图给实例添加一个其名不在__slots__中的属性都将触发AttributeError异常。

实现原理

__slots__中的变量是类属性，类型为数据描述符。

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
class Foo(object):
  __slots__ = ('age','name')
  def __init__(self,age = 0):
    self.age = age

s = Foo.__dict__['age']
print s          #<member 'age' of 'Foo' objects>
print type(s)       #<type 'member_descriptor'>
'''证明为数据描述符'''
print '__get__' in dir(s) #True
print '__set__' in dir(s) #True

__slots__中的变量虽然是类属性，但是不同实例之间互不影响。因为描述符方法的一个参数为实例，建立一个实例和值的映射还是很简单的。如果不懂，建议看描述符。

f1 = Foo(1)
f2 = Foo(2)
print f1.age,f2.age          #1,2
print Foo.__dict__['age'].__get__(f1) #1
print Foo.__dict__['age'].__get__(f2) #2

__slots__的好处

如果类没有定义__slots__ ，该类的实例会有__dict__属性，通过__dict__可修改，删除，增加实例属性。

如果类定义了__slots__，该类的实例不会有__dict__属性。实例中的__dict__属性是非常耗内存的，当创建上百万个实例的时候，所有实例的__dict__会占用一块很大的内存。没有了__dict__的实例也就不能动态添加属性，只需分配固定的空间来存储已知的属性。因此使用__slots__的类能节省一部分内存开销。

对于不需要动态添加属性的类来说，应使用__slots__。

注意:不用过早的使用这个方法，它不利于代码维护，当实例很多（上千万）时，这种优化才有明显的效果。在实际使用中，__slots__从未被当作一种安全的特性来使用，它是对内存和执行速度的一种性能优化。使用__slots__的类的实例不再使用字典来存储实例属性，而是使用基于数组的一种更加紧凑的数据结构，所以当实例很多时，使用__slots__可以显著减少内存占用和执行时间。

class A(object):
  pass

class B(object):
  __slots__ = ('age','name')

a = A()
b = B()

没有__slots__的类和实例

print a.__dict__ #{}
print A.__dict__ 
'''
{'__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__module__': '__main__', '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None}
'''

有__slots__的类和实例

print b.__dict__ #AttributeError: 'B' object has no attribute '__dict__'
print B.__dict__
'''
{'age': <member 'age' of 'B' objects>, '__module__': '__main__', '__doc__': None, '__slots__': ('age', 'name'), 'name': <member 'name' of 'B' objects>}
'''

使用定义__slots__的类的注意事项

class Foo(object):
  __slots__ = ('age','name')

1.__slots__仅对当前类起作用，对子类是不起作用的，除非在子类中也定义__slots__，这样，子类允许定义的属性就是自身的__slots__加上父类的__slots__。

class F1(Foo):
  pass

class F2(Foo):
  __slots__ = ()

f1,f2 = F1(),F2()
f1.a = 1
f2.a = 1    #AttributeError: 'F2' object has no attribute 'a'
f2.age = 1

2.如果实例未给__slots__中的变量赋值，该实例不能使用__slots__中的变量。

f = Foo()
print f.age  #AttributeError: age
f.age = 1
print f.age  #1

3.实例将不再拥有__dict__，但是类还是拥有__dict__属性的，所以还是可以给类增加类属性的；

f = Foo()
Foo.xx = 1
print f.xx   #1

4.定义了__slots__后，如果__slots__中的变量为类变量，该变量对于该类的实例来说是只读的。如果想修改的话，可以通过类来修改。

class Foo(object):
  __slots__ = ('age','name')
  age = 10
  def __init__(self):
    self.name = 'xiaoming'
f = Foo()
print f.name     #'xiaoming'
print f.age     #10
f.name = 'xiaohong' 

#f.age = 12     #AttributeError: 'Foo' object attribute 'age' is read-only

Foo.age = 12     #正确
print f.name     #'xiaohong'
print f.age     #12


#del f.age      #AttributeError: 'Foo' object attribute 'age' is read-only


#del f.name 调用的是描述符方法__delete__,应该是将描述符中存储的实例与值的映射删除了

del f.name      #实例属性的删除还是可以的,但是删除的并不是类字典中的name属性
print f.name     #AttributeError: name

del Foo.age     #通过类来删除类属性还是可以的,不过这样会影响该类的所有实例
print f.age     #AttributeError: 'Foo' object has no attribute 'age'

原因不知道…有知道的大神求指导…

参考网址
1.http://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/0013868200605560b1bd3c660bf494282ede59fee17e781000
2.http://www.jianshu.com/p/ef1797577f71
3.http://www.jianshu.com/p/82ce2151d73b
4.http://blog.csdn.net/lis_12/article/details/53453665

Python,__slots__

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