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。
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)
您可以覆盖setattr，仍然使用init来设置变量。你可以使用超类setattr。这是代码。
class Immutable:
__slots__ = ('a','b')
def __init__(self, a , b):
super().__setattr__('a',a)
super().__setattr__('b',b)
def __str__(self):
return "".format(self.a, self.b)
def __setattr__(self, *ignored):
raise NotImplementedError
def __delattr__(self, *ignored):
raise NotImplementedError
第三方attr模块提供了此功能。
编辑:python 3.7已经通过@dataclass在stdlib中采用了这个想法。
$ pip install attrs
$ python
>>> @attr.s(frozen=True)
... class C(object):
... x = attr.ib()
>>> i = C(1)
>>> i.x = 2
Traceback (most recent call last):
...
attr.exceptions.FrozenInstanceError: can't set attribute
Attr通过覆盖__setattr__来实现冻结类，根据文档，Attr在每次实例化时都有轻微的性能影响。
如果您习惯使用类作为数据类型，attr可能特别有用，因为它为您处理样板文件(但没有任何魔力)。特别地，它为你编写了9个dunder (__X__)方法(除非你关闭其中任何一个)，包括repr, init, hash和所有比较函数。
Attr还为__slots__提供了一个帮助器。
最简单的方法是使用__slots__:
class A(object):
__slots__ = []
A的实例现在是不可变的，因为您不能在它们上设置任何属性。
如果你想让类实例包含数据，你可以将this和derived from tuple结合起来:
from operator import itemgetter
class Point(tuple):
__slots__ = []
def __new__(cls, x, y):
return tuple.__new__(cls, (x, y))
x = property(itemgetter(0))
y = property(itemgetter(1))
p = Point(2, 3)
p.x
# 2
p.y
# 3
编辑:如果你想摆脱索引，你可以重写__getitem__():
class Point(tuple):
__slots__ = []
def __new__(cls, x, y):
return tuple.__new__(cls, (x, y))
@property
def x(self):
return tuple.__getitem__(self, 0)
@property
def y(self):
return tuple.__getitem__(self, 1)
def __getitem__(self, item):
raise TypeError
注意，不能使用operator。在这种情况下，属性的itemgetter，因为这将依赖于Point.__getitem__()而不是tuple.__getitem__()。此外，这不会阻止使用元组。__getitem__(p, 0)，但我很难想象这应该如何构成一个问题。
我不认为创建不可变对象的“正确”方法是编写C扩展。Python通常依赖于库实现者和库用户是成年人，而不是真正强制执行接口，接口应该在文档中清楚地说明。这就是为什么我不认为通过调用object.__setattr__()来规避被重写的__setattr__()是一个问题的可能性。如果有人这么做，风险自负。
下面的基本解决方案针对以下场景:
__init__()可以像往常一样访问属性。
在此之后，对象仅冻结属性更改:
其思想是覆盖__setattr__方法，并在每次对象冻结状态改变时替换其实现。
因此，我们需要一些方法(_freeze)来存储这两个实现，并在请求时在它们之间切换。
这个机制可以在用户类内部实现，也可以从一个特殊的freeze类继承，如下所示:
class Freezer:
def _freeze(self, do_freeze=True):
def raise_sa(*args):
raise AttributeError("Attributes are frozen and can not be changed!")
super().__setattr__('_active_setattr', (super().__setattr__, raise_sa)[do_freeze])
def __setattr__(self, key, value):
return self._active_setattr(key, value)
class A(Freezer):
def __init__(self):
self._freeze(False)
self.x = 10
self._freeze()
