Python __slots__限制动态添加变量

Python是一种非常灵活的动态语言，有时感觉太灵活以至于不知道遵循什么样的规则去驾驭。不过Python已经是非常完备的语言，想实现什么样的功能都是有方法的，而且也很容易，比如限制一个类动态添加成员变量。

一般情况下，我们定义完一个类，如果不加任何限制，还可以动态地为该类的对象或该类添加成员变量。

 class Employee:
     def __init__(self,name=''):
         self.name = name

 if __name__ == "__main__":
     try:
         employee1 = Employee('Bob')
         #动态为一个对象添加成员变量
         employee1.tel = ''
         print(employee1.name,employee1.tel)
         employee2 = Employee('Tom')
         #employee2对象没有tel成员变量
         print(employee2.name,employee2.tel)
     except AttributeError as e:
         print(e)
     #动态为一个类添加成员变量
     Employee.tel = []
     print(employee2.name,employee2.tel)

 #Bob 11111111
 #'Employee' object has no attribute 'tel'
 #Tom []

看起来很方便，不过如果我们如果不想使用者破坏类的结构、随便添加成员变量，要怎么做呢？

答案是，可以使用__slots__对象。

在类中，__slots__是一个以元组形式被定义的，只有在元组里的属性，才可以被赋值，不在元组里的属性赋值时会报错。

 class Employee:
     __slots__ = ('name')
     def __init__(self,name=''):
         self.name = name

 if __name__ == "__main__":
     employee1 = Employee('Bob')
     #动态为一个对象添加成员变量，但不在__slots__定义的元组内，会报异常
     employee1.tel = ''
     print(employee1.name,employee1.tel)

 #AttributeError: 'Employee' object has no attribute 'tel'

__solts__不能被子类继续，如果想限制子类的成员变量，子类也要定义__slots__变量，同时会继承父类的__slots__

 class Employee:
     __slots__ = ('name')
     def __init__(self,name=''):
         self.name = name

 class Manager1(Employee):
     pass
 class Manager2(Employee):
     __slots__ = ('addr')

 if __name__ == "__main__":
     manager1 = Manager1('Bill')
     #动态为一个对象添加成员变量
     manager1.tel = ''
     print(manager1.name,manager1.tel)
     manager2 = Manager2()
     manager2.name = 'David'
     manager2.addr = 'BJ'
     print(manager2.name,manager2.addr)
     #动态为一个对象添加成员变量，不在__slots__里，会报异常
     manager2.tel = ''
     print(manager2.tel)

 #Bill 22222222
 #David BJ
 #AttributeError: 'Manager2' object has no attribute 'tel'

如果想进一步限制对成员变量的使用，可以重载__setattr__, __getattr__,__getattribute__函数，__setattr__函数可以在赋值前拦截；__getattr__在找不到属性时被调用；__getattribute__则在获取属性值时无条件被调用，同时__getattr__不再被调用。注意不要在__getattribute__里使用self.attr来访问变量，这会导致无限递归循环。

class Employee:
    __slots__ = ('name')
    def __init__(self,name=''):
        self.name = name

class Manager2(Employee):
    __slots__ = ('addr')
    def __setattr__(self,name,value):
        if name == 'tel':
            raise AttributeError('manager has no tel')
        object.__setattr__(self, name, value)
    def __getattr__(self,name):
        if name == 'tel':
            return 0
        object.__getattribute__(self, name)
if __name__ == "__main__":
    manager2 = Manager2('Jone')
    manager2.name = 'David'
    manager2.addr = 'BJ'
    try:
        manager2.tel = ''
    except Exception as e:
        print(e)
    print(manager2.name,manager2.addr,manager2.tel)

#manager has no tel
#David BJ 0

参考资料：

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/0013868200605560b1bd3c660bf494282ede59fee17e781000

https://www.cnblogs.com/rainfd/p/slots.html