Warum können Sie Vanilla-Objekten in Python keine Attribute zuweisen?

Attribute für Objekte in Python festlegen: Die Einschränkungen verstehen

In Python ist es möglich, Attribute für Instanzen von Klassen festzulegen, die von geerbt wurden Objektklasse, jedoch nicht direkt auf Instanzen der Objektklasse selbst. Diese Unterscheidung wirft die Frage auf: Warum dürfen Vanilla-Objekten keine Attribute zugewiesen werden?

Das Fehlen eines Wörterbuchs in Objektinstanzen

Um die Zuweisung willkürlicher Attribute zu unterstützen, Objekte erfordern ein dict-Attribut, das als Wörterbuch dient, in dem Attribute gespeichert werden können. Instanzen der Objektklasse besitzen jedoch kein solches dict__. Das Erstellen eines __dict für jedes Objekt in Python würde einen erheblichen Speicheraufwand verursachen, da es für alle Objekte vorhanden sein müsste, auch für diejenigen, die keine Attribute verwenden.

Dies kann mit dem Pympler demonstriert werden Projekt. Größenmessungen zeigen, dass ein Wörterbuch (ein Objekt, das Attribute enthalten kann) 144 Bytes verbraucht, während eine Ganzzahl (ein Objekt ohne Attribute) nur 16 Bytes benötigt. Durch die Einführung eines __dict__ würde der Speicherbedarf selbst einfacher Objekte erheblich wachsen.

Vererbung und Attributzuweisung

Beim Erstellen einer Klasse, die von der Objektklasse erbt, wird die Situation ändert sich. Das Attribut dict wird jeder Instanz der neuen Klasse hinzugefügt, sodass diese über beliebige Attribute verfügen kann. Diese Flexibilität geht jedoch mit Speicherkosten einher.

Wenn Sie beispielsweise eine Klasse namens „dint“ erstellen, die von „int“ erbt, belegen Instanzen 184 Bytes, deutlich mehr als die 16 Bytes einer regulären Ganzzahl. Dieser Unterschied ist auf das zusätzliche Attribut dict zurückzuführen.

Die Slots Alternative

In Szenarien, in denen Instanzen nur a Für eine kleine Anzahl spezifischer Attribute stellt Python das spezielle Attribut Slots bereit. Durch die Definition von Slots als Folge von Zeichenfolgen mit Attributnamen können Klassen den Satz von Attributen einschränken, die Instanzen besitzen können. Dieser Mechanismus verhindert die Erstellung eines __dict__ und spart so Speicher.

Wenn Sie beispielsweise eine Klasse namens fint erstellen, die von int erbt und einen einzelnen Attributslot namens „foobar“ definiert, wird der Speicherbedarf von Instanzen auf 80 Bytes reduziert. Dies ist immer noch größer als eine Ganzzahl, aber deutlich kleiner als eine Klasse mit einem __dict__.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Vanilla-Objekten in Python keine Attribute zugewiesen werden können, da sie kein dict-Attribut besitzen. Dies geschieht in erster Linie, um Speicherplatz zu sparen, da für jedes Objekt ein dict erforderlich wäre, unabhängig davon, ob es Attribute erfordert. Geerbte Klassen können jedoch Attribute haben, indem sie ein dict einschließen, und der Slots-Mechanismus bietet eine effiziente Alternative, wenn eine begrenzte Anzahl spezifischer Attribute erforderlich ist.

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