正常情况下,当我们定义了一个class,创建了一个class的实例后,我们可以给该实例绑定任何属性和方法,这就是动态语言的灵活性。先定义class:

class Student(object):
pass

然后,尝试给实例绑定一个属性:

>>> s = Student()
>>> s.name = 'Michael' # 动态给实例绑定一个属性
>>> print(s.name)
Michael

还可以尝试给实例绑定一个方法:

>>> def set_age(self, age): # 定义一个函数作为实例方法
... self.age = age
...
>>> from types import MethodType
>>> s.set_age = MethodType(set_age, s) # 给实例绑定一个方法
>>> s.set_age(25) # 调用实例方法
>>> s.age # 测试结果
25

但是,给一个实例绑定的方法,对另一个实例是不起作用的:

>>> s2 = Student() # 创建新的实例
>>> s2.set_age(25) # 尝试调用方法
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'set_age'

为了给所有实例都绑定方法,可以给class绑定方法:

>>> def set_score(self, score):
... self.score = score
...
>>> Student.set_score = set_score

给class绑定方法后,所有实例均可调用:

>>> s.set_score(100)
>>> s.score
100
>>> s2.set_score(99)
>>> s2.score
99

通常情况下,上面的​​set_score​​方法可以直接定义在class中,但动态绑定允许我们在程序运行的过程中动态给class加上功能,这在静态语言中很难实现。

使用__slots__

但是,如果我们想要限制实例的属性怎么办?比如,只允许对Student实例添加​​name​​​和​​age​​属性。

为了达到限制的目的,Python允许在定义class的时候,定义一个特殊的​​__slots__​​变量,来限制该class实例能添加的属性:

class Student(object):
__slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称

然后,我们试试:

>>> s = Student() # 创建新的实例
>>> s.name = 'Michael' # 绑定属性'name'
>>> s.age = 25 # 绑定属性'age'
>>> s.score = 99 # 绑定属性'score'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'

由于​​'score'​​​没有被放到​​__slots__​​​中,所以不能绑定​​score​​​属性,试图绑定​​score​​​将得到​​AttributeError​​的错误。

使用​​__slots__​​​要注意,​​__slots__​​定义的属性仅对当前类实例起作用,对继承的子类是不起作用的:

>>> class GraduateStudent(Student):
... pass
...
>>> g = GraduateStudent()
>>> g.score = 9999

除非在子类中也定义​​__slots__​​​,这样,子类实例允许定义的属性就是自身的​​__slots__​​​加上父类的​​__slots__​​。

源码:

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class Student(object):
__slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称

class GraduateStudent(Student):
pass

s = Student() # 创建新的实例
s.name = 'Michael' # 绑定属性'name'
s.age = 25 # 绑定属性'age'
# ERROR: AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'
try:
s.score = 99
except AttributeError as e:
print('AttributeError:', e)

g = GraduateStudent()
g.score = 99
print('g.score =', g.score)