虽然我从来都不需要这样做，但我突然意识到用Python创建一个不可变对象可能有点棘手。你不能只是覆盖__setattr__，因为这样你甚至不能在__init__中设置属性。子类化一个元组是一个有效的技巧:
class Immutable(tuple):
def __new__(cls, a, b):
return tuple.__new__(cls, (a, b))
@property
def a(self):
return self[0]
@property
def b(self):
return self[1]
def __str__(self):
return "<Immutable {0}, {1}>".format(self.a, self.b)
def __setattr__(self, *ignored):
raise NotImplementedError
def __delattr__(self, *ignored):
raise NotImplementedError
但是你可以通过self[0]和self[1]访问a和b变量，这很烦人。
这在Pure Python中可行吗?如果不是，我该如何用C扩展来做呢?
(只能在python3中工作的答案是可以接受的)。
更新:
从Python 3.7开始，要使用的方法是使用@dataclass装饰器，参见最新接受的答案。
你可以创建一个@immutable装饰器，它覆盖__setattr__并将__slots__更改为一个空列表，然后用它装饰__init__方法。
编辑:正如OP所指出的，改变__slots__属性只会阻止新属性的创建，而不会阻止修改。
Edit2:下面是一个实现:
Edit3:使用__slots__会破坏这段代码，因为if会停止对象__dict__的创建。我正在寻找替代方案。
Edit4:嗯，就是这样。这是一个很粗鄙的问题，但可以作为练习:-)
class immutable(object):
def __init__(self, immutable_params):
self.immutable_params = immutable_params
def __call__(self, new):
params = self.immutable_params
def __set_if_unset__(self, name, value):
if name in self.__dict__:
raise Exception("Attribute %s has already been set" % name)
if not name in params:
raise Exception("Cannot create atribute %s" % name)
self.__dict__[name] = value;
def __new__(cls, *args, **kws):
cls.__setattr__ = __set_if_unset__
return super(cls.__class__, cls).__new__(cls, *args, **kws)
return __new__
class Point(object):
@immutable(['x', 'y'])
def __new__(): pass
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
p = Point(1, 2)
p.x = 3 # Exception: Attribute x has already been set
p.z = 4 # Exception: Cannot create atribute z
我通过重写__setattr__创建了不可变类，并且如果调用者是__init__，则允许该集合:
import inspect
class Immutable(object):
def __setattr__(self, name, value):
if inspect.stack()[2][3] != "__init__":
raise Exception("Can't mutate an Immutable: self.%s = %r" % (name, value))
object.__setattr__(self, name, value)
这还不够，因为它允许任何人的___init__来改变对象，但你懂的。
我已经创建了一个小型类装饰器decorator，以使类不可变(除了在__init__内部)。作为https://github.com/google/etils的一部分。
from etils import epy
@epy.frozen
class A:
def __init__(self):
self.x = 123 # Inside `__init__`, attribute can be assigned
a = A()
a.x = 456 # AttributeError
这也支持继承。
实现:
_Cls = TypeVar('_Cls')
def frozen(cls: _Cls) -> _Cls:
"""Class decorator which prevent mutating attributes after `__init__`."""
if not isinstance(cls, type):
raise TypeError(f'{cls.__name__} is not a class.')
cls.__init__ = _wrap_init(cls.__init__)
cls.__setattr__ = _wrap_setattr(cls.__setattr__)
return cls
def _wrap_init(init_fn):
"""`__init__` wrapper."""
@functools.wraps(init_fn)
def new_init(self, *args, **kwargs):
if hasattr(self, '_epy_is_init_done'):
# `_epy_is_init_done` already created, so it means we're
# a `super().__init__` call.
return init_fn(self, *args, **kwargs)
object.__setattr__(self, '_epy_is_init_done', False)
init_fn(self, *args, **kwargs)
object.__setattr__(self, '_epy_is_init_done', True)
return new_init
def _wrap_setattr(setattr_fn):
"""`__setattr__` wrapper."""
@functools.wraps(setattr_fn)
def new_setattr(self, name, value):
if not hasattr(self, '_epy_is_init_done'):
raise ValueError(
'Child of `@epy.frozen` class should be `@epy.frozen` too. (Error'
f' raised by {type(self)})'
)
if not self._epy_is_init_done: # pylint: disable=protected-access
return setattr_fn(self, name, value)
else:
raise AttributeError(
f'Cannot assign {name!r} in `@epy.frozen` class {type(self)}'
)
return new_setattr
你可以创建一个@immutable装饰器，它覆盖__setattr__并将__slots__更改为一个空列表，然后用它装饰__init__方法。
编辑:正如OP所指出的，改变__slots__属性只会阻止新属性的创建，而不会阻止修改。
Edit2:下面是一个实现:
Edit3:使用__slots__会破坏这段代码，因为if会停止对象__dict__的创建。我正在寻找替代方案。
Edit4:嗯，就是这样。这是一个很粗鄙的问题，但可以作为练习:-)
class immutable(object):
def __init__(self, immutable_params):
self.immutable_params = immutable_params
def __call__(self, new):
params = self.immutable_params
def __set_if_unset__(self, name, value):
if name in self.__dict__:
raise Exception("Attribute %s has already been set" % name)
if not name in params:
raise Exception("Cannot create atribute %s" % name)
self.__dict__[name] = value;
def __new__(cls, *args, **kws):
cls.__setattr__ = __set_if_unset__
return super(cls.__class__, cls).__new__(cls, *args, **kws)
return __new__
class Point(object):
@immutable(['x', 'y'])
def __new__(): pass
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
p = Point(1, 2)
p.x = 3 # Exception: Attribute x has already been set
p.z = 4 # Exception: Cannot create atribute z
另一种方法是创建一个使实例不可变的包装器。
class Immutable(object):
def __init__(self, wrapped):
super(Immutable, self).__init__()
object.__setattr__(self, '_wrapped', wrapped)
def __getattribute__(self, item):
return object.__getattribute__(self, '_wrapped').__getattribute__(item)
def __setattr__(self, key, value):
raise ImmutableError('Object {0} is immutable.'.format(self._wrapped))
__delattr__ = __setattr__
def __iter__(self):
return object.__getattribute__(self, '_wrapped').__iter__()
def next(self):
return object.__getattribute__(self, '_wrapped').next()
def __getitem__(self, item):
return object.__getattribute__(self, '_wrapped').__getitem__(item)
immutable_instance = Immutable(my_instance)
这在只有一些实例必须是不可变的情况下很有用(比如函数调用的默认参数)。
也可以用于不可变工厂，如:
@classmethod
def immutable_factory(cls, *args, **kwargs):
return Immutable(cls.__init__(*args, **kwargs))
也保护对象。__setattr__，但由于Python的动态特性，可能会被其他技巧所绊倒。
