• Python属性、方法和类管理系列之----__slots__属性


    一句话说明

    __slots__是用来限制实例的属性的,__slots__可以规定实例是否应该有__dict__属性;__slots__不能限制类的属性。

    只有__slots__列表内的这些变量名可赋值为实例属性。

    class A:
        __slots__=['name']
        def __init__(self):
            self.name='js'
            self.age=22
    a=A()
    

    运行结果:

    Traceback (most recent call last):
      File "a.py", line 6, in <module>
        a=A()
      File "a.py", line 5, in __init__
        self.age=22
    AttributeError: 'A' object has no attribute 'age'
    

    __slots__只是限制实例,对类对象没有影响

    class A:
        __slots__=['name','city']
        age=22
        def __init__(self):
            self.name='js'
    a=A()
    print('A __slots__: ', A.__slots__)
    print('a __slots__: ', a.__slots__)
    print('A __dict__: ', A.__dict__)
    print('a __dict__: ', a.__dict__)
    

    运行结果如下:

    A __slots__:  ['name', 'city']
    a __slots__:  ['name', 'city']
    #事实上,所有定义在__slots__中的属性都会放置在类的__dict__当中,即使没有使用的属性(city)也是如此。
    #而当实例需要取对象时,总是会先到类的__dict__中进行检查,如果类的__dict__中的属性是一个对象且该对象对属性的读取做了一些限制,那么就会直接影响到实例是否能够调用该属性。__slots__的工作原理是如此,后面介绍的描述符类亦是如此。
    #在类的__dict__中,也会存入__slots__属性。
    A __dict__:  {'age': 22, '__init__': <function A.__init__ at 0x7f2ae9be67b8>, 'name': <member 'name' of 'A' objects>, 'city': <member 'city' of 'A' objects>, '__slots__': ['name', 'city'], '__module__': '__main__', '__doc__': None}
    #当我们试图调用a.__dict__时,出现错误,因为该属性没有出现在__slots__中,所以禁止赋值或者访问。
    Traceback (most recent call last):
      File "a.py", line 10, in <module>
        print('a __dict__: ', a.__dict__)
    AttributeError: 'A' object has no attribute '__dict__'
    

    可以同时存在__slots__和__dict__吗?

    可以,如果把__dict__属性存入__slots__中,那么就允许使用__dict__属性了。
    这时,如果所有__slots__中定义的属性存在__slots__中,如果没有定义的属性,那么存在__dict__中,从而实现属性的分别管理。
    dir函数获取所有定义在__slots____dict__中的属性。或者通过list(getattr(X, 'dict', [])) + getattr(X, 'slots', [])来得到所有的属性。

    class A:
        __slots__=('name','city','__dict__')
        def __init__(self):
            self.name='js'
            self.age=22
    a=A()
    print('A __slots__: ', A.__slots__)
    print('a __slots__: ', a.__slots__)
    print('A __dict__: ', A.__dict__)
    print('a __dict__: ', a.__dict__)
    

    运行结果如下:

    A __slots__:  ('name', 'city', '__dict__')
    a __slots__:  ('name', 'city', '__dict__')
    #连__dict__都会保存在类的__dict__中,且属性值是一个object。
    A __dict__:  {'city': <member 'city' of 'A' objects>, 'name': <member 'name' of 'A' objects>, '__module__': '__main__', '__doc__': None, '__init__': <function A.__init__ at 0x7f540bb787b8>, '__slots__': ('name', 'city', '__dict__'), '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>}
    #由于现在age没有出现在__slots__中,且允许存在__dict__,所以属性age出现在实例本身的__dict__中。
    a __dict__:  {'age': 22}
    
    

    如果子类中没有__slots__,但是超类中有...

    class Super:
        __slots__=['name']
        pass
    class Sub(Super):
        def __init__(self):
            self.name='js'
            self.age=22
    a=Sub()
    print('Sub __slots__: ', Sub.__slots__)
    print('a __slots__: ', a.__slots__)
    print('Sub __dict__: ', Sub.__dict__)
    print('a __dict__: ', a.__dict__)
    

    运行结果如下:

    #顺利继承到了Super的__slots__属性
    Sub __slots__:  ['name']
    a __slots__:  ['name']
    #此时Python用了大量的黑暗魔法,这时我们看到Sub的__dict__中居然出现了__dict__属性,且值为特殊的对象,相当于Sub.__slots__=Super.__slots__+['__dict__'],从而实现如果在__slots__中出现的属性存在__slots__中,没有出现的存在Sub的实例的__dict__中。
    Sub __dict__:  {'__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Sub' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Sub' objects>, '__doc__': None, '__init__': <function Sub.__init__ at 0x7fc35f7036a8>}
    #我们确实看到了age存在了子类的实例的__dict__中。
    a __dict__:  {'age': 22}
    

    如果子类和父类都有__slots__...

    class Super:
        __slots__=['name','age']
    class Sub(Super):
        __slots__=['city']
    print('Sub __slots__: ', Sub.__slots__)
    print('Sub __dict__: ', Sub.__dict__)
    

    运行结果如下:

    #父类中的__slots__没有对子类产生影响
    Sub __slots__:  ['city']
    #再次证明了上面的说法,如果一定需要父类的__slots__进行叠加,那么需要手动设置为__slots__=Super.__slots__ + ['city'],所以可以看出Python通过了大量的黑暗魔法,从而达到__slots__不具有常规的继承特性。
    Sub __dict__:  {'__slots__': ['city'], '__module__': '__main__', 'city': <member 'city' of 'Sub' objects>, '__doc__': None}
    

    如果一个子类继承自一个没有__slots__的超类...

    如果一个子类继承自一个没有__slots__的超类,那么超类的__dict__属性总是可以访问的,使得子类中的一个__slots__无意义。
    留给你自己验证一下吧。

    总结

    1. __slots__用来设计成对实例的__dict__的限制,只有__dict__出现在__slots__中,实例才会有__dict__属性。
      否则,只有出现在__slots__中的属性才可以被使用。
    2. Python特意设计成__slots__没有常规的继承特性,所以只有超类具有__slots__且其__dict__属性没有出现在其中,这时子类的__slots__才有意义,且子类的__slots__不继承父类的__slots__
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