Python | slots 的使用

在 Python 中，你的对象占用的内存空间会因为 Python 的动态特性而增长。但是在某些场景下，你需要使用固定量的内存空间。这个时候，Python 的 __slots__ 属性就可以派上用场了。

什么是 slots？

__slots__ 是 Python 中的一个类属性，可以用来限制类的实例可以拥有哪些属性。在 Python 中，一个对象会占用许多内存，这是因为每个对象中都有指向其它对象的指针、字典用于存储实例属性等。大量的属性会导致内存的浪费，而一个固定的属性列表可以帮助你在一定程度上减小内存的占用。

如何使用 slots？

为了使用 __slots__，你需要在类中定义一个特殊的属性，这个属性的值是一个由字符串组成的元组，其中每个字符串对应一个类的实例属性。举个例子，如果你的类只需要一个名为 name 的属性，那么你可以将 __slots__ 属性定义为 (name,)。

class Person:
    __slots__ = ('name',)
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name

在上面的例子中，我们定义了一个 Person 类，并用 __slots__ 属性限制了它只能拥有一个名为 name 的属性。这个限制在创建类实例时就会生效。如果你尝试给实例赋值一个不在 __slots__ 属性中定义的属性，Python 会抛出一个属性错误 (AttributeError)。

p = Person('Jack')
p.name = 'Tom'
p.age = 20  # 抛出 AttributeError 异常

slots 的优缺点

__slots__ 的使用并不是万能的，它有自己的适用场景。以下是使用 __slots__ 的优缺点：

优点

1. 减少内存占用。由于限制了实例属性，所以能够减少实例的内存占用。
2. 使实例更快。由于 __slots__ 属性优化了实例访问，在某些情况下可以让实例的属性访问更快。

缺点

1. 不能动态添加属性。由于属性已经是固定的，所以不能再在运行时动态地添加属性。
2. 会导致不易扩展。如果你的类没有经过深思熟虑的设计，那么在后期添加属性的时候会受到限制。
3. 需要额外的工作。你需要在代码中显式地指定 __slots__ 属性。

总结

在实际编程中， __slots__ 的使用有时会导致不便之处，但在需要控制内存占用时，使用 __slots__ 可以使我们更好地控制对象的大小，从而提高程序的性能。