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。


当前回答

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。

其他回答

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")

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

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()

这里有一个优雅的解决方案:

class Immutable(object):
    def __setattr__(self, key, value):
        if not hasattr(self, key):
            super().__setattr__(key, value)
        else:
            raise RuntimeError("Can't modify immutable object's attribute: {}".format(key))

从这个类继承,在构造函数中初始化字段,就完成了所有设置。

这种方式不停止对象。__setattr__从工作,但我仍然发现它有用:

class A(object):

    def __new__(cls, children, *args, **kwargs):
        self = super(A, cls).__new__(cls)
        self._frozen = False  # allow mutation from here to end of  __init__
        # other stuff you need to do in __new__ goes here
        return self

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(A, self).__init__()
        self._frozen = True  # prevent future mutation

    def __setattr__(self, name, value):
        # need to special case setting _frozen.
        if name != '_frozen' and self._frozen:
            raise TypeError('Instances are immutable.')
        else:
            super(A, self).__setattr__(name, value)

    def __delattr__(self, name):
        if self._frozen:
            raise TypeError('Instances are immutable.')
        else:
            super(A, self).__delattr__(name)

你可能需要根据用例重写更多的东西(比如__setitem__)。