为什么大佬的类都有__slots__？

如果你看过github当中一些大牛的代码，你会发现很多大牛经常在类的顶部加上__slots__关键字。如果你足够好奇，你可能会试着把这个关键字去掉再运行试试，你会发现去掉了之后什么也没有发生，一切依然运行得很好。

那么这个__slots__关键字究竟是做什么的呢？

它主要有两个功能，我们先来说第一个功能，就是限制用户的使用。

我们都知道Python是一门非常灵活的动态语言，很多在其他语言看起来完全不能容忍的事情在Python当中是可行的，这也是Python的设计理念，为了灵活和代码方便牺牲了效率。比如我们来看一个很简单的例子，由于Python是动态语言，所以类的成员甚至可以在类创建好了之后动态创建。这在静态语言当中是绝对不行的，我们只能调用类当中已有的属性，是不能或者很难添加新属性的。

比如这段代码：

class Exp:
    def __init__(self):
        self.a = None
        self.b = None


if __name__ == "__main__":
    exp = Exp()
    exp.c = 3
    print(exp.c)

我们定义了一个类叫做Exp，我们为它创建了a和b两个成员。但是我们在使用的时候，对c成员进行了赋值。要知道Exp类当中是没有成员c的，但是程序并不会报错，我们这么运行了之后它会将c添加进这个实例当中。

从一方面来看，这当然非常灵活，但是另一方面，这也留下了隐患。如果用户随意添加属性，可能会导致未知的问题，尤其在复杂的系统当中。所以有些时候为了严谨，我们会不希望用户做这种动态的修改。__slots__正是用来做这个的。

我们把这个关键字加上，再来运行结果就不一样了：

class Exp:

    __slots__ = ['a', 'b']
    def __init__(self):
        self.a = None
        self.b = None


if __name__ == "__main__":
    exp = Exp()
    exp.c = 3
    print(exp.c)

如果你运行这段代码的话，你会得到一个报错，提示你Exp这个对象当中并没有c这个成员，也就是说我们只能运用__slots__这个关键字当中定义的成员，对于没有定义的成员不能随意创建，这样就限制了用户的使用。

虽然现在大部分人使用这个关键字都是报着这个目的，但是很遗憾的是，Python创建者的初衷其实并不是这个。这就谈到了__slots__关键字的第二个作用，就是节省内存。

如果了解过Python底层的实现原理，你会发现在Python当中为每一个实例都创建了一个字典，就是大名鼎鼎的__dict__字典。正是因为背后有一个字典，所以我们才可以创造出原本不存在的成员，也才支持这样动态的效果。我们可以人工地调用这个字典输出其中的内容，我们在加上__slots__关键字之前，输出的结果是这样的：

{'a': None, 'b': None}

但是加上了这个关键字之后，会得到一个报错，会告诉你Exp这个对象当中没有__dict__这个成员。原因很简单，因为使用dict来维护实例，会消耗大量的内存，额外存储了许多数据，而使用__slots__之后，Python内部将不再为实例创建一个字典来维护，而是会使用一个固定大小的数组，这样就节省了大量的空间。

这个节省可不是一点半点，一般可以节省一半以上。也就是说牺牲了一定的灵活性，保证了性能。这一点也是__slots__这个关键字设计的初衷，但是现在很多人都用错了地方。

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