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。
另一个想法是完全不允许__setattr__而使用object。构造函数中的__setattr__:
class Point(object):
def __init__(self, x, y):
object.__setattr__(self, "x", x)
object.__setattr__(self, "y", y)
def __setattr__(self, *args):
raise TypeError
def __delattr__(self, *args):
raise TypeError
当然你可以用object。__setattr__(p， "x"， 3)来修改一个Point实例p，但您的原始实现遭受同样的问题(尝试tuple。__setattr__(i， "x"， 42)在一个不可变实例)。
您可以在原始实现中应用相同的技巧:去掉__getitem__()，并在属性函数中使用tuple.__getitem__()。
另一个想法是完全不允许__setattr__而使用object。构造函数中的__setattr__:
class Point(object):
def __init__(self, x, y):
object.__setattr__(self, "x", x)
object.__setattr__(self, "y", y)
def __setattr__(self, *args):
raise TypeError
def __delattr__(self, *args):
raise TypeError
当然你可以用object。__setattr__(p， "x"， 3)来修改一个Point实例p，但您的原始实现遭受同样的问题(尝试tuple。__setattr__(i， "x"， 42)在一个不可变实例)。
您可以在原始实现中应用相同的技巧:去掉__getitem__()，并在属性函数中使用tuple.__getitem__()。
这里没有包括的是完全不可变性……不仅仅是父对象，还有所有的子对象。例如，元组/frozensets可能是不可变的，但它所属的对象可能不是。下面是一个小的(不完整的)版本，它在执行不变性方面做得很好:
# Initialize lists
a = [1,2,3]
b = [4,5,6]
c = [7,8,9]
l = [a,b]
# We can reassign in a list
l[0] = c
# But not a tuple
t = (a,b)
#t[0] = c -> Throws exception
# But elements can be modified
t[0][1] = 4
t
([1, 4, 3], [4, 5, 6])
# Fix it back
t[0][1] = 2
li = ImmutableObject(l)
li
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
# Can't assign
#li[0] = c will fail
# Can reference
li[0]
[1, 2, 3]
# But immutability conferred on returned object too
#li[0][1] = 4 will throw an exception
# Full solution should wrap all the comparison e.g. decorators.
# Also, you'd usually want to add a hash function, i didn't put
# an interface for that.
class ImmutableObject(object):
def __init__(self, inobj):
self._inited = False
self._inobj = inobj
self._inited = True
def __repr__(self):
return self._inobj.__repr__()
def __str__(self):
return self._inobj.__str__()
def __getitem__(self, key):
return ImmutableObject(self._inobj.__getitem__(key))
def __iter__(self):
return self._inobj.__iter__()
def __setitem__(self, key, value):
raise AttributeError, 'Object is read-only'
def __getattr__(self, key):
x = getattr(self._inobj, key)
if callable(x):
return x
else:
return ImmutableObject(x)
def __hash__(self):
return self._inobj.__hash__()
def __eq__(self, second):
return self._inobj.__eq__(second)
def __setattr__(self, attr, value):
if attr not in ['_inobj', '_inited'] and self._inited == True:
raise AttributeError, 'Object is read-only'
object.__setattr__(self, attr, value)
使用冻结的数据类
对于Python 3.7+，你可以使用带frozen=True选项的数据类，这是一种非常Python化和可维护的方式来做你想做的事情。
它看起来是这样的:
from dataclasses import dataclass
@dataclass(frozen=True)
class Immutable:
a: Any
b: Any
由于数据类的字段需要类型提示，所以我使用了typing模块中的Any。
不使用命名元组的原因
在Python 3.7之前，经常可以看到命名元组被用作不可变对象。它在很多方面都很棘手，其中之一是命名元组之间的__eq__方法不考虑对象的类。例如:
from collections import namedtuple
ImmutableTuple = namedtuple("ImmutableTuple", ["a", "b"])
ImmutableTuple2 = namedtuple("ImmutableTuple2", ["a", "c"])
obj1 = ImmutableTuple(a=1, b=2)
obj2 = ImmutableTuple2(a=1, c=2)
obj1 == obj2 # will be True
如你所见，即使obj1和obj2的类型不同，即使它们的字段名称不同，obj1 == obj2仍然给出True。这是因为使用的__eq__方法是元组的方法，它只比较给定位置的字段的值。这可能是一个巨大的错误来源，特别是如果您是子类化这些类。
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
