python - __slots__ 如何避免字典查找？

Question

我听说__slots__通过避免字典查找使对象更快。我的困惑来自 Python 是一种动态语言。在静态语言中，我们a.test通过编译时优化来避免字典查找，以将索引保存在我们运行的指令中。

现在，在 Python 中，a可以很容易地成为具有字典或不同属性集的另一个对象。似乎我们仍然需要进行字典查找 - 唯一的区别似乎是我们只需要一个类的字典，而不是每个对象的字典。

有了这个理性，

1. 如何__slots__避免字典查找？
2. 插槽是否使访问对象更快？

Answer 1

__slots__不会（显着）加快属性访问：

>>> class Foo(object):
...     __slots__ = ('spam',)
...     def __init__(self):
...         self.spam = 'eggs'
... 
>>> class Bar(object):
...     def __init__(self):
...         self.spam = 'eggs'
... 
>>> import timeit
>>> timeit.timeit('t.spam', 'from __main__ import Foo; t=Foo()')
0.07030296325683594
>>> timeit.timeit('t.spam', 'from __main__ import Bar; t=Bar()')
0.07646608352661133

使用的目的__slots__是节省内存；.__dict__该类没有在实例上使用映射，而是为每个在中命名的属性具有描述符对象__slots__，并且实例具有分配的属性，无论它们是否具有实际值：

>>> class Foo(object):
...     __slots__ = ('spam',)
... 
>>> dir(Foo())
['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slots__', '__str__', '__subclasshook__', 'spam']
>>> Foo().spam
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: spam
>>> Foo.spam
<member 'spam' of 'Foo' objects>
>>> type(Foo.spam)
<type 'member_descriptor'>

所以python仍然需要查看类的每个属性访问的实例Foo（以找到描述符）。任何未知属性（例如Foo.ham）仍将导致 Python 通过类 MRO 搜索该属性，其中包括字典搜索。您仍然可以为该类分配其他属性：

>>> Foo.ham = 'eggs'
>>> dir(Foo)
['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slots__', '__str__', '__subclasshook__', 'ham', 'spam']
>>> Foo().ham
'eggs'

The slot descriptors are created when the class is created, and access memory assigned to each instance to store and retrieve a reference to the associated value (the same chunk of memory that tracks instance reference counts and a reference back to the class object). Without slots, a descriptor for __dict__ is used accessing a reference to a dict object in the same manner.

Answer 2

它可能会加速您实例化同一类的许多对象的程序，真正永远不会更改它们具有的属性，并且所有这些重复字典上的缓存未命中会带来真正的性能问题。

这实际上只是一般情况下的一个特例，在这种情况下，节省空间有时也可以节省时间，而缓存是限制因素。

因此，它可能不会使访问一个对象更快，但可能会加快访问许多相同类型的对象。

另请参阅此问题。