這個(gè)__slots__關(guān)鍵字究竟是做什么的呢?

它主要有兩個(gè)功能，我們先來說第一個(gè)功能，就是限制用戶的使用。

我們都知道Python是一門非常靈活的動(dòng)態(tài)語言，很多在其他語言看起來完全不能容忍的事情在Python當(dāng)中是可行的，這也是Python的設(shè)計(jì)理念，為了靈活和代碼方便犧牲了效率。比如我們來看一個(gè)很簡單的例子，由于Python是動(dòng)態(tài)語言，所以類的成員甚至可以在類創(chuàng)建好了之后動(dòng)態(tài)創(chuàng)建。這在靜態(tài)語言當(dāng)中是絕對(duì)不行的，我們只能調(diào)用類當(dāng)中已有的屬性，是不能或者很難添加新屬性的。

比如這段代碼：

classExp:

def__init__(self):

self.a=None

self.b=None

if__name__=="__main__":

exp=Exp()

exp.c=3

print(exp.c)

我們定義了一個(gè)類叫做Exp，我們?yōu)樗鼊?chuàng)建了a和b兩個(gè)成員。但是我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候，對(duì)c成員進(jìn)行了賦值。要知道Exp類當(dāng)中是沒有成員c的，但是程序并不會(huì)報(bào)錯(cuò)，我們這么運(yùn)行了之后它會(huì)將c添加進(jìn)這個(gè)實(shí)例當(dāng)中。

從一方面來看，這當(dāng)然非常靈活，但是另一方面，這也留下了隱患。如果用戶隨意添加屬性，可能會(huì)導(dǎo)致未知的問題，尤其在復(fù)雜的系統(tǒng)當(dāng)中。所以有些時(shí)候?yàn)榱藝?yán)謹(jǐn)，我們會(huì)不希望用戶做這種動(dòng)態(tài)的修改。__slots__正是用來做這個(gè)的。

我們把這個(gè)關(guān)鍵字加上，再來運(yùn)行結(jié)果就不一樣了：

classExp:

__slots__=['a','b']

def__init__(self):

self.a=None

self.b=None

if__name__=="__main__":

exp=Exp()

exp.c=3

print(exp.c)

如果你運(yùn)行這段代碼的話，你會(huì)得到一個(gè)報(bào)錯(cuò)，提示你Exp這個(gè)對(duì)象當(dāng)中并沒有c這個(gè)成員，也就是說我們只能運(yùn)用__slots__這個(gè)關(guān)鍵字當(dāng)中定義的成員，對(duì)于沒有定義的成員不能隨意創(chuàng)建，這樣就限制了用戶的使用。

雖然現(xiàn)在大部分人使用這個(gè)關(guān)鍵字都是報(bào)著這個(gè)目的，但是很遺憾的是，Python創(chuàng)建者的初衷其實(shí)并不是這個(gè)。這就談到了__slots__關(guān)鍵字的第二個(gè)作用，就是節(jié)省內(nèi)存。

如果了解過Python底層的實(shí)現(xiàn)原理，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在Python當(dāng)中為每一個(gè)實(shí)例都創(chuàng)建了一個(gè)字典，就是大名鼎鼎的__dict__字典。正是因?yàn)楸澈笥幸粋€(gè)字典，所以我們才可以創(chuàng)造出原本不存在的成員，也才支持這樣動(dòng)態(tài)的效果。我們可以人工地調(diào)用這個(gè)字典輸出其中的內(nèi)容，我們?cè)诩由蟔_slots__關(guān)鍵字之前，輸出的結(jié)果是這樣的：

{'a':None,'b':None}

但是加上了這個(gè)關(guān)鍵字之后，會(huì)得到一個(gè)報(bào)錯(cuò)，會(huì)告訴你Exp這個(gè)對(duì)象當(dāng)中沒有__dict__這個(gè)成員。原因很簡單，因?yàn)槭褂胐ict來維護(hù)實(shí)例，會(huì)消耗大量的內(nèi)存，額外存儲(chǔ)了許多數(shù)據(jù)，而使用__slots__之后，Python內(nèi)部將不再為實(shí)例創(chuàng)建一個(gè)字典來維護(hù)，而是會(huì)使用一個(gè)固定大小的數(shù)組，這樣就節(jié)省了大量的空間。這個(gè)節(jié)省可不是一點(diǎn)半點(diǎn)，一般可以節(jié)省一半以上。也就是說犧牲了一定的靈活性，保證了性能。這一點(diǎn)也是__slots__這個(gè)關(guān)鍵字設(shè)計(jì)的初衷，但是現(xiàn)在很多人都用錯(cuò)了地方。

property這個(gè)關(guān)鍵字在的文章當(dāng)中曾經(jīng)提到過，不過很不好意思的是，由于之前寫文章的時(shí)候?qū)λ牧私膺€很有限，導(dǎo)致一些闡述存在一些謬誤，所以這里再提一下這個(gè)關(guān)鍵字的運(yùn)用作為彌補(bǔ)。

property可以幫我們綁定類當(dāng)中一些屬性的賦值和獲取，也就是get和set。我們來看個(gè)例子：

classExp:

def__init__(self,param):

self.param=param

@property

defparam(self):

returnself._param

@param.setter

defparam(self,value):

self._param=value

這里的property注解會(huì)在我們調(diào)用.param的時(shí)候被執(zhí)行，而param.setter會(huì)在我們?yōu)閜aram這個(gè)屬性賦值的時(shí)候被執(zhí)行。所以你可能會(huì)奇怪，為什么我們?cè)赺_init__方法當(dāng)中初始化的時(shí)候用的是self.param=param而不是self._param=param，這是因?yàn)槲覀冊(cè)趫?zhí)行前者的時(shí)候，Python一樣會(huì)調(diào)用@param.setter這個(gè)注解，所以我們沒有必要寫成后者的形式。當(dāng)然你也可以這么寫，不過兩者是完全等價(jià)的。

作為一個(gè)前Java程序員為類當(dāng)中所有變量加上get和set方法幾乎成了政治正確，所以我特別喜歡為類當(dāng)中所有的屬性加上property。但是這是不對(duì)的，加上property是非常耗時(shí)的，所以如非必要不要這么做，我們直接調(diào)用來進(jìn)行賦值就好了，如果有必要，我們可以手動(dòng)寫上get和set方法。那么問題來了，既然不是為了規(guī)范，那么我們又為什么要用到property呢?

答案很簡單，為了校驗(yàn)變量類型。

由于Python是動(dòng)態(tài)語言，并且是隱式類型的，所以我們拿到變量的時(shí)候并不知道它究竟是什么類型，也不知道用戶為給它賦值成什么類型。所以在一些情況下我們可能會(huì)希望做好限制，告訴用戶只能將這個(gè)變量賦值成這個(gè)類型，否則就會(huì)報(bào)錯(cuò)。通過使用property，我們可以很方便地做到這點(diǎn)。

classExp:

def__init__(self,param):

self.param=param

@property

defparam(self):

returnself._param

@param.setter

defparam(self,value):

ifnotisinstance(value,str):

raiseTypeError('Wantastring')

self._param=value

除此之外，property還有一個(gè)用法是代替函數(shù)。舉個(gè)例子：

classExp:

def__init__(self,param):

self.param=param

@property

defparam(self):

returnself._param

@param.setter

defparam(self,value):

ifnotisinstance(value,str):

raiseTypeError('Wantastring')

self._param=value

@property

defhello(self):

return'hello'+self.param

這樣我們就可以通過.hello來代替調(diào)用一個(gè)函數(shù)，這樣做其實(shí)是一種動(dòng)態(tài)計(jì)算。hello的結(jié)果并沒有被存儲(chǔ)起來，之后當(dāng)我們調(diào)用的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行，在一些場景下這樣做會(huì)非常方便。

命名規(guī)范最后我們來看下Python對(duì)象當(dāng)中的命名規(guī)范，在之前的文章當(dāng)中我們?cè)?jīng)說過，在Python當(dāng)中沒有對(duì)public和private的字段做區(qū)分，所有的字段都是public的，也就是說用戶可以拿到類當(dāng)中所有的字段和方法。為了規(guī)范，程序員們約定俗成，決定所有加了下劃線的方法和變量都看成是private的，即使我們能調(diào)用，但是一般情況下我們也不這么干。

所以我們通常會(huì)寫兩個(gè)方法，一個(gè)是公開的接口，一個(gè)是內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)。我們調(diào)用的時(shí)候只調(diào)用公開的接口，公開的接口再去調(diào)用內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)。這在Python當(dāng)中已經(jīng)成了慣例，因?yàn)槲覀冊(cè)谡{(diào)用內(nèi)部方法的時(shí)候，往往還會(huì)傳入一些內(nèi)部的參數(shù)。

我們來看個(gè)簡單的例子：

classExpA:

def__init__(self):

pass

defpublic_func(self):

self._private_func()

def_private_func(self):

print('privateExpA')

if__name__=="__main__":

exp=ExpA()

exp.public_func()

除了_之外我們經(jīng)常還會(huì)看到一些兩個(gè)下劃線的變量和方法，那么它們之間又有什么區(qū)別呢?

為了回答這個(gè)問題，我們來看下面這個(gè)例子：

classExpA:

def__init__(self):

pass

defpublic_func(self):

self.__private_func()

def__private_func(self):

print('privateExpA')

classExpB(ExpA):

def__init__(self):

pass

defpublic_func(self):

self.__private_func()

def__private_func(self):

print('privateExpB')

if__name__=="__main__":

exp=ExpB()

exp.public_func()

exp._ExpB__private_func()

exp._ExpA__private_func()

請(qǐng)問最后會(huì)輸出什么?

我們?cè)囈幌戮椭?，第一行輸出的是privateExpB，這個(gè)沒有問題。但是后面兩個(gè)是什么?

后面兩個(gè)就是__private_func，只不過系統(tǒng)自動(dòng)將它重新命名了。重新命名的原因也很簡單，因?yàn)镻ython禁止加了兩個(gè)下劃線的方法被子類覆蓋。所以這兩者的區(qū)別就在這里，它們都被認(rèn)為是private的方法和屬性，但是一個(gè)下劃線允許子類覆蓋，而兩個(gè)下劃線不行。所以如果我們?cè)陂_發(fā)的時(shí)候希望我們某一個(gè)方法不會(huì)被子類覆蓋，那么我們就需要加上兩個(gè)下劃線。

最后，我們來看一個(gè)小問題。在C++當(dāng)中當(dāng)我們的變量名和系統(tǒng)的關(guān)鍵字沖突的時(shí)候，我們往往會(huì)在變量前面加上一個(gè)_來作為區(qū)分。但是由于Python當(dāng)中下劃線被賦予了含義，所以我們不能這么干，那么當(dāng)變量沖突的時(shí)候應(yīng)該怎么辦呢?答案也很簡單，我們可以把下劃線加在后面，比如lambda_。

以上內(nèi)容為大家介紹了Python之詳解__slots__，希望對(duì)大家有所幫助，如果想要了解更多Python相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注IT培訓(xùn)機(jī)構(gòu):千鋒教育。