本章引言
由于Python是动态语言,一般情况下,当定义了一个class,并且创建了一个class的实例后,可以给该实例绑定任何属性和方法。并且我们已经学习过对象绑定属性既可以是类属性也存在对象属性;
类属性:表示的是将属性信息声明在类中,但是在实际开发中,其属性通常会在每个类的初始化方法中进行完成初始化赋值操作;
对象属性:通过创建对象后进行使用引用名进行添加,添加完成后,该属性只能够在当前对象中所引用,其他对象无法获取
# -*- coding: utf-8 -*-#
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# ProjectName: PythonTest
# FileName: StudentTest
# Author: MuTou
# Date: 2019/9/28
# Description:
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#给实例绑定属性的方法是通过实例变量,或者通过self变量
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
s = Student('张三')
s.score = 90
#但是,如果Student类本身需要绑定一个属性呢?可以直接在class中定义属性,这种属性是类属性,归Student类所有:
class Student(object):
name = 'Student'
#当我们定义了一个类属性后,这个属性虽然归类所有,但类的所有实例都可以访问到。来测试一下:
>>> class Student(object):
... name = 'Student'
...
>>> s = Student() # 创建实例s
>>> print(s.name) # 打印name属性,因为实例并没有name属性,所以会继续查找class的name属性
Student
>>> print(Student.name) # 打印类的name属性
Student
>>> s.name = 'lisi' # 给实例绑定name属性
>>> print(s.name) # 由于实例属性优先级比类属性高,因此,它会屏蔽掉类的name属性
lisi
>>> print(Student.name) # 但是类属性并未消失,用Student.name仍然可以访问
Student
>>> del s.name # 如果删除实例的name属性
>>> print(s.name) # 再次调用s.name,由于实例的name属性没有找到,类的name属性就显示出来了
Student
之前是通过实例进行绑定一个属性,同样还可以通过实例进行绑定一个方法:
>>> def set_age(self, age): # 定义一个函数作为实例方法
... self.age = age
...
>>> from types import MethodType
>>> s.set_age = MethodType(set_age, s) # 给实例绑定一个方法
>>> s.set_age(25) # 调用实例方法
>>> s.age # 测试结果
25
#但是,给一个实例绑定的方法,对另一个实例是不起作用的:
>>> s2 = Student() # 创建新的实例
>>> s2.set_age(25) # 尝试调用方法
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'set_age'
如果需要给所有实例都绑定方法,可以给class绑定方法:
>>> def set_score(self, score):
... self.score = score
...
>>> Student.set_score = set_score
#给class绑定方法后,所有实例均可调用:
>>> s.set_score(110)
>>> s.score
110
>>> s2.set_score(995)
>>> s2.score
995
#通常情况下,上面的set_score方法可以直接定义在class中,但动态绑定允许我们在程序运行的过程中动态给class加上功能,这在静态语言中很难实现。
使用__slots__
但是,如果我们想要限制实例的属性怎么办?比如,只允许对Student实例添加name和age属性。
为了达到限制的目的,Python允许在定义class的时候,定义一个特殊的__slots__变量,来限制该class实例能添加的属性:
class Student(object):
__slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称
>>> s = Student() # 创建新的实例
>>> s.name = 'Michael' # 绑定属性'name'
>>> s.age = 25 # 绑定属性'age'
>>> s.score = 99 # 绑定属性'score'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'
#由于'score'没有被放到__slots__中,所以不能绑定score属性,试图绑定score将得到AttributeError的错误。
#使用__slots__要注意,__slots__定义的属性仅对当前类实例起作用,对继承的子类是不起作用的:
>>> class GraduateStudent(Student):
... pass
...
>>> g = GraduateStudent()
>>> g.score = 9999
#除非在子类中也定义__slots__,这样,子类实例允许定义的属性就是自身的__slots__加上父类的__slots__。
注意:使用__slots__要注意,__slots__定义的属性仅对当前类实例起作用,对于继承的自类是不起作用的
slots应用实例
如何为创建大量实例节省内存?
需求:某游戏中,定义了玩家类Player(uid, name, status...),每有一个在线玩家,在服务器程序内则有一个Player的实例,当在线人数很多时,将产生大量实例(如百万级)
解决方案:定义类的slots属性,它时用来声明实例属性名字的列表。
# coding:utf-8
class Player(object):
def __init__(self, uid, name, stat=0, level=1):
self.uid = uid
self.name = name
self.stat = stat
self.level = level
class Player2(object):
__slots__ = ['uid', 'name', 'stat', 'level', 'sex']
def __init__(self, uid, name, stat=0, level=1):
self.uid = uid
self.name = name
self.stat = stat
self.level = level
class Player3(Player2):
def __init__(self, uid, name):
super(Player3, self).__init__(uid, name)
class Player4(Player2):
__slots__ = ['age']
def __init__(self, uid, name):
super(Player4, self).__init__(uid, name)
# 创建实例
p1 = Player('001', 'Jim')
p2 = Player2('002', 'Jim2')
p3 = Player3('003', 'Jim3')
p4 = Player4('004', 'Jim4')
# p1实例
print(p1.name) # jim
p1.age = 16
print(p1.age) # 16
# p2实例
print(p2.name) # Jim2
p2.sex = 'boy'
print(p2.sex) # boy
# p2.age = 16
# print(p2.age) # 错误异常 AttributeError
# p3实例 __slots__定义的属性仅对当前类实例起作用,对继承的子类是不起作用的
print(p3.name) # Jim3
p3.age = 16
print(p3.age) # 16
# p4实例
# 子类中也定义__slots__,这样,子类实例允许定义的属性就是自身的__slots__加上父类的__slots__
print(p4.name) # Jim4
p4.age = 16
print(p4.age) # 16
p4.sex = 'girl'
print(p4.sex) # girl
# p4.date = '2019'
# print(p4.date) # 错误异常 AttributeError
交互模式下看到p1和p2的属性,p1比p2使用的内存多,为什么呢,通过对比发现,属性多了__dict__和__weakref__
p1中的p1.__dict__中是一个为实例动态绑定属性的字典
也可以直接往字典中给添加、删除属性
这种动态绑定属性是以牺牲内存为代价的
我们可以导入sys模块查看占用字节数
所以,在创建对象的时候提前使用__slots__提前声明好了所需的属性,就可以达到节省内存的目的
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