使用 slots 构建内存高效的类对象

Memory Efficient Class Objects using Slots

当我们在 Python 中定义一个类时，可以在运行时给它的对象动态添加新属性。例如，看看下面这个 Python 类。

在这里，在运行时给任何对象添加新属性都是完全合法的，如下所示：

然而，这并不总是被推荐的做法，原因在于：

• 如果代码假设所有类的实例总是具有相同的属性，这样做可能会引入 bug。
• 当对象不断累积新属性时，会让代码调试变得困难。
• 它还会导致模式冲突等问题。

我们能限制这种动态性吗？当然可以！定义一个带 slots 的类就能做到。简单来说，它允许我们固定一个类对象所能拥有的实例级属性。带 slots 的类声明如下：

定义一个 slots 属性，列出某个对象可能拥有的所有属性。

搞定！

现在，如果我们尝试在运行时添加一个新属性，就会抛出错误：

声明一个带 slots 的类还有很多好处。例如，它可以帮助我们避免常见的代码笔误。假设我们想修改 nameA 的名字。

在这里，我们本应引用属性名（小写 n 的 name），却误写成了 Name（大写 N）。一个普通的、未使用 slots 的类并不会报错，如下所示：

而一个带 slots 的类则会捕获到这个笔误：

声明一个带 slots 的类还带来了内存上的优势。如下所示，带 slots 的类所创建的对象比普通类的对象消耗更少的内存：

你可能会问，这是为什么呢？

通常情况下，Python 会为每个对象创建一个字典，把属性

映射到对应的值。由于字典是可变的，这正是我们能够动态添加/删除属性的原因。但这会带来内存开销，因为 Python 总是会预留空间，以便日后可能新增的属性。

而对于带 slots 的类，Python 则可以省去这个字典：

因此，对象会消耗更少的内存。最后提醒一句：如果你不打算给对象动态添加新属性，那么创建一个带 slots 的类会更好。事实上，即使你清楚某个类对象最终会拥有哪些属性，但其中有些属性在对象初始化时还不可用，你仍然可以把它们声明在 slots 类属性中，等到程序中它们可用时再赋值。514