__dict__ 和 __weakref__ 是类定义中的默认插槽吗？

Question

根据Python language documentation：

__slots__ 允许我们显式声明数据成员（如属性）并拒绝创建 __dict__ 和 __weakref__（除非在 __slots__ 中显式声明或在父级中可用。）

所以我想知道这门课是否

>>> class A: __slots__ = ('__dict__', '__weakref__')
... 
>>> del A.__slots__
>>> vars(A)
mappingproxy({
    '__module__': '__main__',
    '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>,
    '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>,
    '__doc__': None
})

相当于这个：

>>> class A: pass
... 
>>> vars(A)
mappingproxy({
    '__module__': '__main__',
    '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>,
    '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>,
    '__doc__': None
})

Answer 1

如果不设置__slots__属性，则默认在特定条件下创建__weakref__和__dict__槽。

这发生在type.__new__()；一个类被赋予描述符来访问每个实例的内存槽：

• 首先，通过测试类型对象结构中的tp_dictoffset、tp_weaklistoffset 和tp_itemsize 值来检查类型是否可以具有这些槽。

  • 如果基类尚未定义一个 __dict__ 槽（base->tp_dictoffset 为 0），则您只能拥有一个 __dict__ 槽。
  • 如果基类型未定义一个（base->tp_weaklistoffset 为 0）并且基类型具有固定长度的实例（base->tp_itemsize 为 0），则您只能拥有一个 __weakref__ 槽。

• 然后，如果没有__slots__，则设置标志变量以实际启用正在添加的插槽。

type.__new__() implementation 很长，但相关部分如下所示：

    slots = _PyDict_GetItemIdWithError(dict, &PyId___slots__);
    nslots = 0;
    add_dict = 0;
    add_weak = 0;
    may_add_dict = base->tp_dictoffset == 0;
    may_add_weak = base->tp_weaklistoffset == 0 && base->tp_itemsize == 0;
    if (slots == NULL) {
        if (PyErr_Occurred()) {
            goto error;
        }
        if (may_add_dict) {
            add_dict++;
        }
        if (may_add_weak) {
            add_weak++;
        }
    }
    else {
        /* Have slots */
        ...
    }

然后，向下约 400 行，您将找到实际创建插槽的代码：

    if (add_dict) {
        if (base->tp_itemsize)
            type->tp_dictoffset = -(long)sizeof(PyObject *);
        else
            type->tp_dictoffset = slotoffset;
        slotoffset += sizeof(PyObject *);
    }
    if (add_weak) {
        assert(!base->tp_itemsize);
        type->tp_weaklistoffset = slotoffset;
        slotoffset += sizeof(PyObject *);
    }

在扩展某些本机类型（例如 int 或 bytes）时，您不会获得 __weakref__ 插槽，因为它们具有可变长度实例（由 tp_itemsize 处理）。