Python __slots__的使用方法

1. 简介

Python中的__slots__是一种类属性,可用于控制类的属性和方法的命名空间,以减少内存使用和提高程序运行效率。

2. __slots__的基础使用

2.1 定义一个类

定义一个简单的类来演示__slots__的基础使用。在这个类中,我们使用一个字典__dict__来存储属性:

class Person:

def __init__(self, name, age):

self.name = name

self.age = age

这样就可以进行属性的赋值和使用:

p = Person('Tom', 20)

print(p.name)

print(p.age)

输出结果:

Tom

20

2.2 添加__slots__属性

在上面的代码中,每个实例对象都会创建一个__dict__字典来存储属性,这会占用一定的内存。如果我们想要减少内存的使用,则可以使用__slots__属性。

这是一个例子,我们只需要将__slots__属性设置为一个元组,里面包含所有的属性名:

class Person:

__slots__ = ('name', 'age')

def __init__(self, name, age):

self.name = name

self.age = age

这样就可以减少对象内存的使用,因为每个实例对象只会分配一个固定大小的数组来存储属性值。由于__slots__告诉Python只分配那些列在其中的属性,它将消除实例字典和调整实例的存储,从而提高程序运行效率。

2.3 使用__slots__属性

现在,我们再次创建一个对象并使用它:

p = Person('Tom', 20)

print(p.name)

print(p.age)

输出结果:

Tom

20

如果我们试图访问此对象的其他属性,Python将会引发一个AttributeError, 因为它们没有被列在__slots__属性中:

p.gender = 'male'

输出结果:

AttributeError: 'Person' object has no attribute 'gender'

3. __slots__的高级用法

3.1 使用基类的__slots__

我们可以在类中指定__slots__属性,也可以在基类中指定。如果在基类中指定了__slots__属性,则在派生类中也可以使用这些属性。

这是一个例子:

class A:

__slots__ = ('a',)

class B(A):

__slots__ = ('b',)

class C(B):

__slots__ = ('c',)

在这个例子中,类C将会有3个属性abc。由于__slots__是继承的,所以B类继承了A类的__slots__属性,C类继承了B类和A类的__slots__属性。

3.2 在__slots__中添加方法

我们可以在__slots__属性中指定方法,就像指定其他属性一样。不过,需要注意的一点是,这些方法将变成静态方法,不会像普通方法那样接收一个隐含的self参数。

这个例子演示了如何在__slots__中指定方法:

class Person:

__slots__ = ('name', 'age', 'get_name')

def __init__(self, name, age):

self.name = name

self.age = age

def get_name(self):

return self.name

现在,get_name()方法成为了这个类的一个属性,可以像其他属性一样访问。不过,我们需要注意到,此时这个方法变成了一个静态方法,不能像普通方法那样接收一个隐含的self参数,因为__slots__只是一个属性列表,Python不能自动将self参数分配到一个固定的槽位上。

3.3 使用__dict__和__weakref__属性

使用__slots__属性后,类实例不再具有__dict__属性来存储实例的属性字典,也不再具有__weakref__属性用来支持垃圾回收。如果需要这些特性,可以将它们包含在__slots__元组中。

这是一个例子:

class Person:

__slots__ = ('name', 'age', '__dict__', '__weakref__')

def __init__(self, name, age):

self.name = name

self.age = age

现在,实例对象具有__dict____weakref__属性,请注意,它们也可以作为__slots__元组的一部分,就像其他属性一样。

4. 总结

Python __slots__的使用方法:
通过使用__slots__属性,可以减少内存使用和提高程序运行效率。我们可以在__slots__中指定属性和方法,并可以在继承中使用。__slots__属性还可以包括__dict____weakref__属性,以支持类的字典和垃圾回收。静态方法也可以指定为__slots__属性的一部分。

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