你有想過，一個小小的 __slots__ 能讓你的 Python 類內(nèi)存消耗直接減半嗎？沒錯，今天咱們要聊的就是這個讓人眼前一亮的技巧，能讓你在開發(fā)時既節(jié)省內(nèi)存，又能提升性能，簡直是程序員心中的“夢中情人”??！

背景：內(nèi)存吃得滿滿的類

你們有沒有遇到過這種情況？在某個功能開發(fā)時，明明就用了一兩個小類，但隨著項目的逐步復(fù)雜，內(nèi)存消耗就逐漸變得高得令人發(fā)指，簡直要撐破你電腦的胃——就像我上次搞的那個爬蟲項目，差點沒把整個服務(wù)器吃掉。原來我們在定義類時，Python 會默認(rèn)給每個實例分配一個字典，用來存儲屬性。這也就意味著，每個實例在內(nèi)存中占據(jù)的空間會比你想象的要大。嗯，你沒聽錯，這個“字典”本來是為靈活性設(shè)計的，但在一些內(nèi)存敏感的場景下，這個“特性”就會變成內(nèi)存吃貨。

舉個例子：你覺得 Python 類內(nèi)存占用不大？

假設(shè)你有個簡單的類：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

這個類看起來挺簡單，但其實它每個實例都會多占用一些內(nèi)存，因為 Python 默認(rèn)會為 Person 類的每個實例創(chuàng)建一個字典，來存儲 name 和 age。這樣，每當(dāng)你創(chuàng)建一個 Person 實例時，就會有一個額外的內(nèi)存開銷，哪怕你只用了兩個屬性。

p1 = Person("小李", 25)
p2 = Person("小周", 28)

到這兒，你可能會覺得：“哦，反正我電腦內(nèi)存夠大，沒啥問題。” 可是等到你寫了幾十上百個類實例，內(nèi)存開銷直接炸裂，程序運行速度變慢不說，服務(wù)器的性能也可能受到影響。

__slots__：你的內(nèi)存管理小助手

說到這里，你可能會想：“有啥辦法能省點內(nèi)存嗎？” 好的，給你推薦個神器——__slots__！

__slots__ 是 Python 提供的一個魔法，讓你在定義類時限制它的屬性存儲方式，減少內(nèi)存開銷。通過使用 __slots__，你可以告訴 Python 類不要使用字典來存儲實例屬性，而是直接在內(nèi)存中為每個屬性分配固定的空間。

• ?內(nèi)存結(jié)構(gòu)對比：

  • ?無 slots：實例內(nèi)存 = 對象頭 + dict 指針 + 其他元數(shù)據(jù)。
  • ?有 slots：實例內(nèi)存 = 對象頭 + 屬性值數(shù)組 + 其他元數(shù)據(jù)。

• 舉個生活例子：

  • 假設(shè)你是一個班主任，班里每個學(xué)生（實例）都有一個書包（__dict__）。書包里可以隨便裝東西（屬性），比如課本、水杯、零食…… 雖然靈活，但每個書包本身就有重量（內(nèi)存占用），尤其當(dāng)你有 1000 個學(xué)生時，1000 個書包占滿教室！

  • 而用了 __slots__，相當(dāng)于你規(guī)定：每個學(xué)生只能帶一個固定的小袋子，里面只能放指定的幾樣?xùn)|西（比如只帶課本和筆）。袋子更輕便，不占地方，1000 個學(xué)生就能省出一大塊空間！

__slots__怎么用

這樣修改一下你的類

class Person:
    __slots__ = ['name', 'age']
    
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

通過上面這個小改動，你就告訴 Python：“嘿！只允許 name 和 age 這兩個屬性！” 結(jié)果呢，Python 就會在內(nèi)存中為這兩個屬性分配固定的空間，不再使用字典，這樣內(nèi)存占用就能大大減少。

舉個大概的例子：看看效果如何？

1. 先舉個簡單的例子看看效果

from pympler import asizeof

class WithoutSlots:
    def __init__(self):
        self.a = 1
        self.b = 2
        self.c = 3

class WithSlots:
    __slots__ = ['a', 'b', 'c']
    def __init__(self):
        self.a = 1
        self.b = 2
        self.c = 3

obj_big = WithoutSlots()
obj2_small = WithSlots()

print(asizeof.asizeof(obj_big))  # 輸出約 416 字節(jié)
print(asizeof.asizeof(obj2_small))  # 輸出約 152 字節(jié)

提示： pympler 是一個 Python 庫，用于分析和測量 Python 對象的內(nèi)存使用情況。通過pip install pympler 來安裝

2. 模擬創(chuàng)建百萬級實例觀察內(nèi)存總量

obj_big = [WithoutSlots() for _ in range(1_000_000)]  
obj2_small = [WithSlots() for _ in range(1_000_000)]  

print(asizeof.asizeof(obj_big))  # 輸出約 160448992 字節(jié)
print(asizeof.asizeof(obj2_small))  # 輸出約 64448824 字節(jié)

使用__slots__時需要注意的幾點

好了，效果雖然看起來很棒，但 __slots__ 也不是萬能的，咱們得謹(jǐn)慎使用。這里有幾點需要注意：

1.不可動態(tài)添加屬性

使用 __slots__ 后，你不能再給實例動態(tài)添加其他屬性。也就是說，如果你后面再想加個屬性，得提前在 __slots__ 中定義好。

p = Person("小李", 25)
p.name = "小李"  # 可以
p.address = "北京"  # 報錯：AttributeError: 'Person' object has no attribute 'address'

2.不能繼承自有 __slots__ 的類

如果你想從一個有 __slots__ 的類繼承，子類也必須定義自己的 __slots__，否則會引發(fā)錯誤。

class Student(Person):
    __slots__ = ['school']

s = Student("小張", 22)
s.school = "清華"

3.對小類特別有用

__slots__ 的效果最顯著的地方是在對象比較多、內(nèi)存使用量較大的情況下。如果你的類實例很少或者內(nèi)存壓力不大，那其實使用 __slots__ 的意義就不大。

總結(jié)：有心就行

這次關(guān)于 __slots__ 的分享其實就是提醒大家，如果你做的項目是內(nèi)存要求比較高，或者需要頻繁創(chuàng)建大量實例的時候，別忘了給類加個 __slots__，它能幫你節(jié)省大量內(nèi)存開銷。

當(dāng)然，Python 的內(nèi)存管理有很多值得玩味的地方，但 __slots__ 絕對是一個不容忽視的好工具。學(xué)會了這個小技巧，不僅能讓你的代碼更加高效，還能讓你的程序更“瘦”，說不定某天就幫你“瘦”到系統(tǒng)能跑得更快，哪怕是爬蟲，也能更加輕盈哦！

你可能會覺得，“花姐，這個真的能大幅提升性能嗎？” 答案是：**能！**但還是要看場景。用對了地方，能幫你節(jié)省大量內(nèi)存，提升性能；用錯了地方，就會增加額外的復(fù)雜度。所以，千萬別瞎用！記住，優(yōu)化要有針對性，別為了優(yōu)化而優(yōu)化。

到此這篇關(guān)于Python如何使用__slots__實現(xiàn)節(jié)省內(nèi)存和性能優(yōu)化的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python __slots__內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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