Что такое slots?

1️⃣ Как кратко ответить

__slots__ — это специальный атрибут в Python, который ограничивает создание атрибутов экземпляра класса, экономя память и ускоряя доступ к ним. Он используется для оптимизации производительности, особенно в классах с большим количеством экземпляров.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Зачем это нужно

1. Экономия памяти: Каждый экземпляр класса в Python по умолчанию использует словарь __dict__ для хранения своих атрибутов. Это удобно, но неэффективно по памяти, особенно если у вас много экземпляров класса. __slots__ позволяет избежать использования __dict__, что значительно снижает потребление памяти.

2. Ускорение доступа к атрибутам: Поскольку __slots__ устраняет необходимость в словаре, доступ к атрибутам становится быстрее, так как Python не нужно искать их в __dict__.

Как это работает

Когда вы определяете __slots__ в классе, вы указываете, какие атрибуты могут быть у экземпляров этого класса. Это делается путем присвоения __slots__ списка строк, каждая из которых соответствует имени атрибута.

Пример использования

class Point:
    __slots__ = ['x', 'y']  # Определяем, что у экземпляров класса Point могут быть только атрибуты 'x' и 'y'
​
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x  # Устанавливаем значение атрибута 'x'
        self.y = y  # Устанавливаем значение атрибута 'y'
​
# Создаем экземпляр класса Point
p = Point(1, 2)
​
# Доступ к атрибутам 'x' и 'y'
print(p.x)  # Вывод: 1
print(p.y)  # Вывод: 2
​
# Попытка добавить новый атрибут вызовет ошибку
# p.z = 3  # AttributeError: 'Point' object has no attribute 'z'

Подробный комментарий к коду

• class Point: — определение нового класса Point.
• __slots__ = ['x', 'y'] — определяет, что экземпляры класса Point могут иметь только атрибуты x и y. Это устраняет необходимость в __dict__ и экономит память.
• def __init__(self, x, y): — конструктор класса, который принимает два аргумента x и y.
• self.x = x и self.y = y — инициализация атрибутов x и y для экземпляра класса.
• p = Point(1, 2) — создание экземпляра класса Point с x=1 и y=2.
• print(p.x) и print(p.y) — вывод значений атрибутов x и y.
• p.z = 3 — попытка добавить новый атрибут z, что вызовет AttributeError, так как z не определен в __slots__.

Ограничения

• __slots__ не поддерживает наследование. Если подкласс также использует __slots__, он должен явно указывать свои слоты.
• __slots__ не позволяет использовать атрибуты, которые не были заранее определены.
• __slots__ не совместим с некоторыми функциями, которые ожидают наличие __dict__, например, с некоторыми библиотеками сериализации.