python中__slots__节约内存的具体做法

1. 简介

Python中使用__slots__属性可以在一定程度上节约程序的内存开销,但是这个属性往往被很多Python开发者所忽略。在这篇文章中,我们将详细介绍Python中__slots__节约内存的具体做法。

2. __slots__属性的概述

2.1 __slots__的定义

在Python中,__slots__是一个类属性,它可以限制该类的实例对象只能具有某些指定的属性。具体地说,__slots__是一个字符串列表,其中包含的元素都是实例变量的名称。使用__slots__属性之后,该类的每个实例对象都只能拥有这些指定的实例变量。

class Person:

__slots__ = ['name', 'age']

person = Person()

person.name = 'Alice'

person.age = 20

person.gender = 'female' # AttributeError

从上面的示例可以看出,由于__slots__中只包含了'name'和'age'两个字符串元素,因此在代码中尝试给实例对象设置'gender'属性时会报AttributeError错误。

2.2 __slots__的作用

使用__slots__属性可以有效地减少Python程序的内存开销,这是因为使用__slots__属性之后,实例对象中不再需要__dict__属性来存储所有实例变量的映射关系,这样就节约了一定的内存空间。

除此之外,使用__slots__属性可以让对象的属性变得更加清晰明了,减少了命名空间的混乱,降低了程序的错误率。

3. __slots__的具体实现

3.1 __slots__的使用方式

使用__slots__属性时,需要注意以下几点:

定义__slots__属性的类必须是新式类(即必须继承自object)。

__slots__属性中的字符串元素必须是合法的标识符(即不能以数字开头,不能包含空格等特殊字符)。

如果__slots__属性中包含了一个名称为'__dict__'的元素,那么该类的实例对象依然可以使用__dict__来存储自己的属性。

如果__slots__属性中包含了一个名称为'__weakref__'的元素,那么该类的实例对象依然可以被创建成弱引用。

3.2 __slots__的具体应用

下面我们将具体实现__slots__属性来节约内存开销。

首先,我们先定义一个普通的Person类:

class Person:

def __init__(self, name, age):

self.name = name

self.age = age

person = Person('Alice', 20)

从上面的代码中可以看出,Person类的实例对象中有一个__dict__属性来存储所有实例变量的映射关系,这样就会浪费一定的内存空间。

接下来,我们在Person类中定义__slots__属性,这样Person类的实例对象就只能拥有这些指定的实例变量:

class Person:

__slots__ = ['name', 'age']

def __init__(self, name, age):

self.name = name

self.age = age

person = Person('Alice', 20)

person.gender = 'female' # AttributeError

从上面的代码中可以看出,由于__slots__属性中只包含了'name'和'age'两个字符串元素,因此在代码中尝试给Person类的实例对象设置'gender'属性时会报AttributeError错误。

使用__slots__属性后,Person类的实例对象中就不包含__dict__属性了,从而有效地节约了内存空间。

4. 结论

使用__slots__属性可以让Python程序更加节约内存。实际上,在某些情况下,使用__slots__属性可以使Python程序的内存占用率降低多达30%。

但是,需要注意的是,使用__slots__属性并不是所有情况下都能节约内存,尤其是当类的实例属性非常少的时候。

因此,在编写Python程序时,应该在实际情况和性能的考虑下来选择是否使用__slots__属性。

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