Про __slots__

Python, аналогично другим динамическим языкам, таким как JavaScript, предоставляет возможность манипулирования объектами в рантайме, в том числе позволяет добавлять, изменять и удалять атрибуты. Цена этого – понижение скорости доступа к атрибутам и дополнительные расходы памяти.

Такое поведение нужно не всегда. Бывают случаи, когда мы точно знаем, какие атрибуты будут у наших экземпляров классов. Или же мы хотим ограничить добавление новых атрибутов. Именно для этого и существует __slots__.

Слоты задаются через атрибут __slots__ в классе:

class SlotsClass:
    slots = ('foo', 'bar')

>>> obj = SlotsClass()
>>> obj.foo = 5
>>> obj.foo
# 5
>>> obj.another_attribute = 'test'
Traceback (most recent call last):
  File "python", line 5, in <module>
AttributeError: 'SlotsClass' object has no attribute 'another_attribute'

Теперь мы не можем добавлять новые атрибуты к нашим объектам. Скорость доступа к атрибутам повышается на 25-30%, потому что при доступе к ним их больше не надо вычислять.
В свою очередь, память экономится из-за того, что у класса не создается __dict__, который как раз хранил атрибуты.

#std #slots

__slots__ и наследование

Важно помнить, что при попытке унаследовать класс с __slots__ подкласс их унаследует, но так же и создаст __dict__ для новых атрибутов:

class SlotsClass:
    __slots__ = ('foo', 'bar')

class ChildSlotsClass(SlotsClass):
    pass

>>> obj = ChildSlotsClass()
>>> obj.__slots__
# ('foo', 'bar')
>>> obj.foo = 5
>>> obj.test = 3
>>> obj.__dict__
# {'test': 3}

Это стандартное и понятное поведение. Чтобы избежать создания __dict__, можно снова переопределить __slots__ в подклассе:

class SlotsClass:
    __slots__ = ('foo', 'bar')

class ChildSlotsClass(SlotsClass):
    __slots__ = ('baz',)

>>> obj = ChildSlotsClass()
>>> obj.foo = 5
>>> obj.baz = 6
>>> obj.something_new = 3

AttributeError: 'ChildSlotsClass' object has no attribute 'something_new'

А что с множественным наследованием?

class ClassA:
    __slots__ = ('foo', 'bar',)

class ClassB:
    __slots__ = ('baz',)

class C(ClassA, ClassB):
  pass

TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict

Оно не работает. Потому-что каждый класс может иметь свои собственные __slots__, которые могут пересекаться с другими классами, а это может привести к тому, что объекты могут быть созданы неправильно или будут иметь непредсказуемое поведение.
Из-за этого возникает неоднозначность, какой именно слот использовать в результирующем классе.

#std #slots