Зачем нужен атрибут __slots__ в классах Python?

Что проверяют

Понимаете ли вы, что у обычного объекта атрибуты лежат в словаре, и знаете ли цену этой гибкости.

Как отвечать

По умолчанию каждый экземпляр хранит атрибуты в собственном словаре __dict__, поэтому атрибуты можно добавлять на лету. Словарь занимает заметную память, и на миллионе объектов это десятки мегабайт.

__slots__ объявляет фиксированный набор атрибутов. Тогда вместо словаря создаётся компактная структура с заранее известными слотами.

class Point:
    __slots__ = ("x", "y")
    def __init__(self, x, y):
        self.x, self.y = x, y

p = Point(1, 2)
p.z = 3        # AttributeError: атрибута нет в слотах

Что даёт: экономию памяти в разы на большом числе однотипных объектов и чуть более быстрый доступ к атрибутам, потому что нет поиска по словарю. Побочно получается защита от опечаток: присваивание несуществующего атрибута падает сразу, а не создаёт новый тихо.

Ограничения, которые стоит назвать:

• нельзя добавлять атрибуты динамически, включая те, что добавляют некоторые библиотеки;
• слабые ссылки перестают работать, если не добавить __weakref__ в слоты;
• при наследовании слоты нужны в каждом классе цепочки, иначе словарь появится снова;
• множественное наследование от двух классов с непустыми слотами запрещено;
• некоторые инструменты, полагающиеся на __dict__, перестают работать.

Практический совет: в современном коде это чаще всего @dataclass(slots=True), который делает то же самое без ручного перечисления, и применяют его только там, где объектов действительно много.

Где спотыкаются

Добавляют слоты «для скорости» в классы, которых в программе десяток.

Забывают про наследование и не получают экономии вовсе.

Не знают, что слоты ломают присваивание произвольных атрибутов, и потом долго ищут причину падения в чужой библиотеке.