如何在 Python 中创建不可变对象？

Question

虽然我从来不需要这个，但让我吃惊的是，在 Python 中制作一个不可变对象可能有点棘手。你不能只覆盖 __setattr__ ，因为这样你甚至不能在 __init__ 中设置属性。子类化元组是一个有效的技巧：

 class Immutable(tuple):

    def __new__(cls, a, b):
        return tuple.__new__(cls, (a, b))

    @property
    def a(self):
        return self[0]

    @property
    def b(self):
        return self[1]

    def __str__(self):
        return "<Immutable {0}, {1}>".format(self.a, self.b)

    def __setattr__(self, *ignored):
        raise NotImplementedError

    def __delattr__(self, *ignored):
        raise NotImplementedError

But then you have access to the a and b variables through self[0] and self[1] , which is annoying.

这在 Pure Python 中可能吗？如果没有，我将如何使用 C 扩展来做到这一点？

（仅适用于 Python 3 的答案是可以接受的）。

更新：

从 Python 3.7 开始，要走的路是使用 @dataclass 装饰器，请参阅新接受的答案。

原文由 Lennart Regebro 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

使用冻结的数据类

对于 Python 3.7+，您可以使用带有 frozen=True 选项 的 数据类，这是一种非常 pythonic 和可维护的方式来做你想做的事。

它看起来像这样：

 from dataclasses import dataclass

@dataclass(frozen=True)
class Immutable:
    a: Any
    b: Any

由于数据类字段 需要类型提示，因此我使用 了 typing 模块 中的 Any。

不使用 Namedtuple 的原因

在 Python 3.7 之前，命名元组经常被用作不可变对象。它在很多方面都可能很棘手，其中之一是命名元组之间的 __eq__ 方法不考虑对象的类。例如：

 from collections import namedtuple

ImmutableTuple = namedtuple("ImmutableTuple", ["a", "b"])
ImmutableTuple2 = namedtuple("ImmutableTuple2", ["a", "c"])

obj1 = ImmutableTuple(a=1, b=2)
obj2 = ImmutableTuple2(a=1, c=2)

obj1 == obj2  # will be True

As you see, even if the types of obj1 and obj2 are different, even if their fields’ names are different, obj1 == obj2 still gives True 。那是因为 __eq__ 使用的方法是元组的方法，它只比较给定字段位置的字段值。这可能是一个巨大的错误来源，特别是如果您正在对这些类进行子类化。

原文由 Jundiaius 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 2

我刚刚想到的另一个解决方案：获得与原始代码相同的行为的最简单方法是

Immutable = collections.namedtuple("Immutable", ["a", "b"])

它没有解决可以通过 [0] 等访问属性的问题，但至少它相当短，并且提供了与 pickle 和 copy 。

namedtuple 创建一个类似于我在 这个答案 中描述的类型，即派生自 tuple 并使用 __slots__ 它在 Python 2.6 或更高版本中可用。

原文由 Sven Marnach 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议