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

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__()。

我不认为这是完全可能的，除非使用一个元组或namedtuple。无论如何，如果你重写了__setattr__()，用户总是可以通过直接调用object.__setattr__()来绕过它。任何依赖__setattr__的解决方案都保证不起作用。

以下是不使用某种元组可以得到的最接近的结果:

class Immutable:
    __slots__ = ['a', 'b']
    def __init__(self, a, b):
        object.__setattr__(self, 'a', a)
        object.__setattr__(self, 'b', b)
    def __setattr__(self, *ignored):
        raise NotImplementedError
    __delattr__ = __setattr__

但如果你足够努力，它就会破裂:

>>> t = Immutable(1, 2)
>>> t.a
1
>>> object.__setattr__(t, 'a', 2)
>>> t.a
2

但Sven对namedtuple的使用确实是不可变的。

更新

由于这个问题已经更新为询问如何在C中正确地做这件事，下面是我关于如何在Cython中正确地做这件事的答案:

第一个immutable.pyx:

cdef class Immutable:
    cdef object _a, _b

    def __init__(self, a, b):
        self._a = a
        self._b = b

    property a:
        def __get__(self):
            return self._a

    property b:
        def __get__(self):
            return self._b

    def __repr__(self):
        return "<Immutable {0}, {1}>".format(self.a, self.b)

和一个setup.py来编译它(使用命令setup.py build_ext——inplace:

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Distutils import build_ext

ext_modules = [Extension("immutable", ["immutable.pyx"])]

setup(
  name = 'Immutable object',
  cmdclass = {'build_ext': build_ext},
  ext_modules = ext_modules
)

然后试试吧:

>>> from immutable import Immutable
>>> p = Immutable(2, 3)
>>> p
<Immutable 2, 3>
>>> p.a = 1
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: attribute 'a' of 'immutable.Immutable' objects is not writable
>>> object.__setattr__(p, 'a', 1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: attribute 'a' of 'immutable.Immutable' objects is not writable
>>> p.a, p.b
(2, 3)
>>>      

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。

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。

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:

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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")