Python面向对象中类属性与对象属性的内存关系

Python面向对象中类属性与对象属性的内存关系 Python面向对象中类属性与对象属性的内存关系

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前言

看到这个标题，我觉得大部分人是奇怪的，因为在我之前的想法中，我一直觉得类是模板，是不占内存的，但在接触了python以后，我觉得类其实也是一个对象，它也是占了内存的。

顺便提一句，在python中，类名是可以直接调用属性，例如：

class Student:
    pass
print(Student.__name__)

类名与类之间的关系

而且跟之前学C++一样，函数名是一个指针，也就是函数的地址，所以类名其实也是一个指针，或者叫做地址ID号，所以我们看到类与类名的关系可以看成如下的关系：

对象属性/对象与类的基本内存关系

而在python中，对象里面其实存在了一个名为class的属性指向了对象本身，图示如下：

有意思的是python面向对象中对象的属性，首先在python当中，对象的属性是可以后期加的，例如如下这种情况：

class Student:
    pass
ZhangSan = Student()
ZhangSan.age = 18
# 查看对象里面的所有属性
print(ZhangSan.__dict__)
# 同时也可以删除属性
del p.age
# 修改看起来没有啥区别，只需要直接修改即可,但内存 *** 作也还是很有意思，而且如果属性已经存在了才叫修改，不然该 *** 作就表示为添加属性
print(id(ZhangSan.age))
ZhangSan.age = 21
print(id(ZhangSan.age))
# 这里会发现这里的ID号是不一样的
# 但值得注意的是列表修改是不会存在修改内存的地址的，也就是如下两个ID号并没有发生改变,以下名字都是乱取的，如有雷同，还请见谅
ZhangSan.Former_girlfriend["吴琴","徐四"]
ZhangSan.Former_girlfriend["吴琴","徐四","冯安康"]

而更有意思的是python对象添加属性的内存的 *** 作，它并不是将属性直接添加到自己的内存里面，而是另外再开一片内存，用来存这个属性值，然后保存好这个属性值的ID号（地址），图示如下：

对象属性修改的内存图示如下，python不会直接修改原内存的值，而是直接再开一块内存，将对象内属性对应的地址（ID号）进行修改，（其中18没有其他引用情况下，会被释放掉）图示如下：

对象属性被删除时的内存 *** 作图示如下（18的内存是否释放，主要看有没有其他变量引用它，没有会一起释放掉）：

对象内存里面一些好玩的东西

首先第一个好玩的东西就是，从上面我们可以知道我们是可以后天增加属性的，但是对象1增加了一个属性，不代表对象2也增加一个这个属性，如果强行去访问就会报错，例如：

class student:
    pass
ZhangSan = student()
ZhangSan.age = 18
LiSi = student()
LiSi.name = "LiSi"
# 在这里之前都没错，但如果我访问张三的name就会出错了，因为我并没有给张三加上name的属性，所以就会报错

类属性的内存关系

由于篇幅问题，这里我仅介绍类与对象属性之间的不同，与我之前学其他语言不同，python的类也可以看作为一个对象，所以类的属性也是可以直接使用的

类属性跟对象一样都是用ID号（指针）的方式存储在类存储里，其中值得关注的点就是对象也可以访问类属性，例如：

class Student:
    age = 18
    grade = 'A'
    pass
ZhangSan = Student()
print(ZhangSan.age)

这里乍一看跟其他对象的访问都没有问题，但如果说你要修改它的值，这里就存在说法啦，而且反映到内存里面，对象首先通过__class来访问到类，然后再通过类来访问类属性值，而不是把这三个属性放到对象的内存里面或则和重开一块内存，也就是说多个对象一开始访问到的都是类属性的值，不是各自对象的值关系图如下所示：

python对象的属性查找机制

通过上面的例子，就不得不说python对象的属性访问顺序了，一般来说对象的属性会首先从自身开始找起，如果自身没有，则会从类里面开始找，如果类里面还没有，会从父类里面开始找，一直找到最后发现没有，就会报错，即这个属性不存在。这里通过下面的例子就可以发现（但注意不可以通过对象来进行增加和修改，同理删除也是）

class Student:
    age = 18
    grade = 'A'
    pass
class person:
    sex = 'man'
    pass

ZhangSan = Student()
ZhangSan.__class__ = person
# 则这里访问age就会报错
print(ZhangSan.age)
#这里会成功打印出来
print(ZhangSan.sex)
# 这里也可以通过删除报错来验证
class Student:
    age = 18
    grade = 'A'
    pass
ZhangSan = Student()
# 这里会报一个错误，会发现，类在这里是一个对象
del Student.age
print(Student.age)
# 这里会报一个对象没有age的错误
del ZhangSan.age

python对象属性与类属性相同时会增加内存

这个时候你一定会问了，如果我有多个对象，都访问这个属性，是不是都访问到类属性里面？那我可以准确地告诉您，如果你没有修改过这个值，答案是：是的

但如果你修改这个属性值，那么对象会重新开一块内存，图示如下：

类属性中的dict和对象中的dict

与之前的说法进行一点点小小的修改，在python当中其实是存在一个dict属性的，所以其实对象或者类的属性其实是保存在一个叫做dict属性的键值对里面，然后与对象不同的是类的dict属性是只能读不能写的，在如下的例子可以验证

class Student:
    age = 18
    grade = 'A'
    pass
ZhangSan = Student()
print(ZhangSan.__dict__)
# 或者如下方式
ZhangSan.__dict__ = {"name": "ZhangSan","age": 21}
print(ZhangSan.__dict__)
# 或者
ZhangSan.age = 21
print(ZhangSan.__dict__)

思考

看到上面那一部分，那么下面这个程序输出的值就不言而喻了，答案分别是：

class Student:
    age = 18
    grade = 'A'
    pass
ZhangSan = Student()
ZhangSan.age += 3
# ZhangSan.age = ZhangSan.age +
# 输出 21
print(ZhangSan.age)
# 输出 18
print(Student.age)

怎么限制python对象不可以随意增加属性

# 可以加关键字__slot__ 用于限制添加属性
class Student:
    age = 18
    grade = 'A'
    __slot__ = ["age","grade"]
    pass
# 这样就限制只能添加age grade这两个属性