Python __slots__:限制类实例可定义的属性和方法!

1. __slots__ 的作用和用法

Python中的对象通常具有动态特性,可以在运行时为其添加属性和方法。然而,有时我们希望限制一个类实例可以定义的属性和方法,这时就可以使用__slots__

__slots__是一个类属性,它是一个列表或元组,用于指定允许的属性和方法名称。当一个类定义了__slots__属性时,Python会为该类的实例预先分配固定大小的内存,只允许实例具有__slots__属性中指定的名称。

使用__slots__有以下几个好处:

1.1 减少内存消耗

由于实例只能具有__slots__中指定的属性,因此避免了动态添加属性所带来的内存消耗。这在需要创建大量实例的情况下特别有用,可以显著地减少内存开销。

1.2 提高访问速度

由于属性和方法的访问需要通过实例的字典进行查找,而__slots__可以减少实例字典的大小,从而提高了属性和方法的查找速度。

1.3 防止误操作

使用__slots__可以限制实例的属性和方法,防止在运行时意外地添加或修改属性和方法。

2. 使用示例

下面是一个使用__slots__的示例:

class Person:

__slots__ = ('name', 'age')

def __init__(self, name, age):

self.name = name

self.age = age

person = Person('Alice', 18)

person.name = 'Bob'

person.age = 20

person.gender = 'female' # Raises AttributeError

在上面的代码中,Person类定义了__slots__属性为('name', 'age'),意味着每个Person实例只能具有nameage属性。

在实例化Person对象后,我们可以对nameage属性进行赋值和修改。但如果我们尝试给gender属性赋值,就会引发AttributeError,因为gender不在__slots__中。

3. 注意事项

在使用__slots__时,有一些需要注意的事项:

3.1 父类的__slots__不会被继承

子类并不会自动继承父类的__slots__属性。如果子类也需要限制属性和方法,必须重复定义__slots__属性。

3.2 需要包含所有属性和方法

在定义__slots__时,需要包含所有希望限制的属性和方法名称。如果漏掉了某个属性或方法,那么实例仍然可以添加该属性或方法。

3.3 对于继承的属性和方法没有限制

由于__slots__只对当前类实例有效,因此继承自父类的属性和方法可以自由地添加和修改。

3.4 不支持动态赋值的特性

使用__slots__后,实例的属性无法使用动态赋值的特性。例如,person.name = 'Alice'这样的赋值语句会引发AttributeError

4. 总结

__slots__是一个强大的特性,可以限制类实例可以定义的属性和方法。它可以减少内存消耗、提高访问速度,并且可以防止误操作。但需要注意的是,父类的__slots__并不会被继承,需要包含所有希望限制的属性和方法名称,并且对于继承的属性和方法没有限制。

在使用__slots__时,我们可以选择一个合适的temperature,即预先分配给实例的内存大小的一个合理估计值。较小的temperature可以减少内存消耗,但可能导致需要动态添加属性时的性能损失;较大的temperature可以提高性能,但会增加内存消耗。

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