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。
我找到了一种方法，不用子类化tuple, namedtuple等。你所需要做的就是在初始化后禁用setattr和delattr(如果你想让一个集合成为不可变的，也要禁用setitem和delitem):
def __init__(self, *args, **kwargs):
# something here
self.lock()
其中lock可以是这样的:
@classmethod
def lock(cls):
def raiser(*a):
raise TypeError('this instance is immutable')
cls.__setattr__ = raiser
cls.__delattr__ = raiser
if hasattr(cls, '__setitem__'):
cls.__setitem__ = raiser
cls.__delitem__ = raiser
你可以用这个方法创建类Immutable，并像我展示的那样使用它。
如果你不想在每个init中都写self.lock()，你可以用元类自动实现:
class ImmutableType(type):
@classmethod
def change_init(mcs, original_init_method):
def __new_init__(self, *args, **kwargs):
if callable(original_init_method):
original_init_method(self, *args, **kwargs)
cls = self.__class__
def raiser(*a):
raise TypeError('this instance is immutable')
cls.__setattr__ = raiser
cls.__delattr__ = raiser
if hasattr(cls, '__setitem__'):
cls.__setitem__ = raiser
cls.__delitem__ = raiser
return __new_init__
def __new__(mcs, name, parents, kwargs):
kwargs['__init__'] = mcs.change_init(kwargs.get('__init__'))
return type.__new__(mcs, name, parents, kwargs)
class Immutable(metaclass=ImmutableType):
pass
Test
class SomeImmutableClass(Immutable):
def __init__(self, some_value: int):
self.important_attr = some_value
def some_method(self):
return 2 * self.important_attr
ins = SomeImmutableClass(3)
print(ins.some_method()) # 6
ins.important_attr += 1 # TypeError
ins.another_attr = 2 # TypeError
就像字典一样
我有一个开源库，在那里我以函数的方式做事情，所以在不可变对象中移动数据是有帮助的。但是，我不希望必须转换我的数据对象以便客户机与它们交互。所以，我想到了这个-它给你一个字典一样的对象，这是不可变的+一些帮助方法。
这要归功于Sven Marnach对限制属性更新和删除的基本执行的回答。
import json
# ^^ optional - If you don't care if it prints like a dict
# then rip this and __str__ and __repr__ out
class Immutable(object):
def __init__(self, **kwargs):
"""Sets all values once given
whatever is passed in kwargs
"""
for k,v in kwargs.items():
object.__setattr__(self, k, v)
def __setattr__(self, *args):
"""Disables setting attributes via
item.prop = val or item['prop'] = val
"""
raise TypeError('Immutable objects cannot have properties set after init')
def __delattr__(self, *args):
"""Disables deleting properties"""
raise TypeError('Immutable objects cannot have properties deleted')
def __getitem__(self, item):
"""Allows for dict like access of properties
val = item['prop']
"""
return self.__dict__[item]
def __repr__(self):
"""Print to repl in a dict like fashion"""
return self.pprint()
def __str__(self):
"""Convert to a str in a dict like fashion"""
return self.pprint()
def __eq__(self, other):
"""Supports equality operator
immutable({'a': 2}) == immutable({'a': 2})"""
if other is None:
return False
return self.dict() == other.dict()
def keys(self):
"""Paired with __getitem__ supports **unpacking
new = { **item, **other }
"""
return self.__dict__.keys()
def get(self, *args, **kwargs):
"""Allows for dict like property access
item.get('prop')
"""
return self.__dict__.get(*args, **kwargs)
def pprint(self):
"""Helper method used for printing that
formats in a dict like way
"""
return json.dumps(self,
default=lambda o: o.__dict__,
sort_keys=True,
indent=4)
def dict(self):
"""Helper method for getting the raw dict value
of the immutable object"""
return self.__dict__
辅助方法
def update(obj, **kwargs):
"""Returns a new instance of the given object with
all key/val in kwargs set on it
"""
return immutable({
**obj,
**kwargs
})
def immutable(obj):
return Immutable(**obj)
例子
obj = immutable({
'alpha': 1,
'beta': 2,
'dalet': 4
})
obj.alpha # 1
obj['alpha'] # 1
obj.get('beta') # 2
del obj['alpha'] # TypeError
obj.alpha = 2 # TypeError
new_obj = update(obj, alpha=10)
new_obj is not obj # True
new_obj.get('alpha') == 10 # True
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__()。
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
