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。
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
你可以在init的最后一条语句中重写setAttr。那么你可以构建，但不能改变。显然，你仍然可以用usint对象重写。但在实践中，大多数语言都有某种形式的反射，因此不可变始终是一个有漏洞的抽象。不可变性更多的是防止客户端意外地违反对象的契约。我使用:
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
最初提供的解决方案是不正确的，这是基于使用这里的解决方案的评论而更新的
原来的解决方案是错误的，这是一种有趣的方式，所以它被包括在底部。
===============================
class ImmutablePair(object):
__initialised = False # a class level variable that should always stay false.
def __init__(self, a, b):
try :
self.a = a
self.b = b
finally:
self.__initialised = True #an instance level variable
def __setattr__(self, key, value):
if self.__initialised:
self._raise_error()
else :
super(ImmutablePair, self).__setattr__(key, value)
def _raise_error(self, *args, **kw):
raise NotImplementedError("Attempted To Modify Immutable Object")
if __name__ == "__main__":
immutable_object = ImmutablePair(1,2)
print immutable_object.a
print immutable_object.b
try :
immutable_object.a = 3
except Exception as e:
print e
print immutable_object.a
print immutable_object.b
输出:
1
2
Attempted To Modify Immutable Object
1
2
======================================
最初的实现:
评论中指出，这实际上是行不通的，因为它阻止了在重写类setattr方法时创建多个对象，这意味着不能作为self创建第二个对象。A =将在第二次初始化时失败。
class ImmutablePair(object):
def __init__(self, a, b):
self.a = a
self.b = b
ImmutablePair.__setattr__ = self._raise_error
def _raise_error(self, *args, **kw):
raise NotImplementedError("Attempted To Modify Immutable Object")
．．如何在C中“正确地”做这件事?
你可以使用Cython为Python创建一个扩展类型:
cdef class Immutable:
cdef readonly object a, b
cdef object __weakref__ # enable weak referencing support
def __init__(self, a, b):
self.a, self.b = a, b
它既适用于Python 2。X和3。
测试
# compile on-the-fly
import pyximport; pyximport.install() # $ pip install cython
from immutable import Immutable
o = Immutable(1, 2)
assert o.a == 1, str(o.a)
assert o.b == 2
try: o.a = 3
except AttributeError:
pass
else:
assert 0, 'attribute must be readonly'
try: o[1]
except TypeError:
pass
else:
assert 0, 'indexing must not be supported'
try: o.c = 1
except AttributeError:
pass
else:
assert 0, 'no new attributes are allowed'
o = Immutable('a', [])
assert o.a == 'a'
assert o.b == []
o.b.append(3) # attribute may contain mutable object
assert o.b == [3]
try: o.c
except AttributeError:
pass
else:
assert 0, 'no c attribute'
o = Immutable(b=3,a=1)
assert o.a == 1 and o.b == 3
try: del o.b
except AttributeError:
pass
else:
assert 0, "can't delete attribute"
d = dict(b=3, a=1)
o = Immutable(**d)
assert o.a == d['a'] and o.b == d['b']
o = Immutable(1,b=3)
assert o.a == 1 and o.b == 3
try: object.__setattr__(o, 'a', 1)
except AttributeError:
pass
else:
assert 0, 'attributes are readonly'
try: object.__setattr__(o, 'c', 1)
except AttributeError:
pass
else:
assert 0, 'no new attributes'
try: Immutable(1,c=3)
except TypeError:
pass
else:
assert 0, 'accept only a,b keywords'
for kwd in [dict(a=1), dict(b=2)]:
try: Immutable(**kwd)
except TypeError:
pass
else:
assert 0, 'Immutable requires exactly 2 arguments'
如果你不介意索引支持，那么@Sven Marnach建议的collections.namedtuple是更可取的:
Immutable = collections.namedtuple("Immutable", "a b")
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。
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。
