__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.我的困惑来自于Python是一种动态语言.在静态语言中,我们a.test通过执行编译时优化来避免字典查找,以便在我们运行的指令中保存索引.

现在,在Python中,a可以很容易地成为另一个具有字典或不同属性集的对象.看起来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. 插槽是否可以更快地访问对象？

Answer 1

__slots__ 没有(显着)加速属性访问:

>>> 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 ; 而不是.__dict__在实例上使用映射,该类具有名称为in的每个属性的描述符对象,__slots__并且实例具有已分配的属性,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'>

因此,python仍然必须查看类的实例上的每个属性访问Foo(以查找描述符).任何未知的属性(比如说Foo.ham)都会导致Python通过类MRO查找该属性,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'

创建类时创建槽描述符,并为每个实例分配访问内存以存储和检索对相关值的引用(跟踪实例引用计数的同一块内存和返回类对象的引用).没有插槽,描述符用于__dict__以dict相同的方式访问对象的引用.

Answer 2

它可能会加快程序的速度，在该程序中您实例化许多相同类的对象，真正地从不更改它们具有的属性，并且所有这些重复的字典上的高速缓存未命中都会带来实际的性能问题。

这实际上只是一般情况的一种特殊情况，在这种情况下，节省空间有时还会节省时间，而高速缓存是限制因素。

因此，它可能不会使访问一个对象更快，但是可能会加快访问许多相同类型的对象的速度。

另请参阅此问题。