在Python中缓存类属性

我正在用python编写一个类，我有一个属性，它需要相对较长的时间来计算，所以我只想做一次。而且，类的每个实例都不需要它，因此我不想在

\uuuuu init\uuuu

中默认执行它

我不熟悉Python，但不熟悉编程。我可以想出一种很容易做到的方法，但我一次又一次地发现，用“Pythonic”的方法做某事通常比我用其他语言的经验想到的要简单得多

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在Python中是否有一种“正确”的方法可以做到这一点？

最简单的方法可能是编写一个方法（而不是使用一个属性）来包装属性（getter方法）。在第一次调用时，此方法计算、保存并返回值；之后，它只返回保存的值。

通常的方法是将属性设置为a，并在第一次计算时存储该值

import time

class Foo(object):
    def __init__(self):
        self._bar = None

    @property
    def bar(self):
        if self._bar is None:
            print "starting long calculation"
            time.sleep(5)
            self._bar = 2*2
            print "finished long caclulation"
        return self._bar

foo=Foo()
print "Accessing foo.bar"
print foo.bar
print "Accessing foo.bar"
print foo.bar

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你可以试着研究一下备忘录。它的工作方式是，如果在函数中传递相同的参数，它将返回缓存的结果。您可以找到有关的更多信息

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此外，根据代码的设置方式（您说并非所有实例都需要它），您可以尝试使用某种flyweight模式，或延迟加载。

我曾经按照gnibbler的建议这样做，但我最终厌倦了这些小小的管理步骤

class MemoizeTest:

      _cache = {}
      def __init__(self, a):
          if a in MemoizeTest._cache:
              self.a = MemoizeTest._cache[a]
          else:
              self.a = a**5000
              MemoizeTest._cache.update({a:self.a})

因此，我构建了自己的描述符：

class cached_property(object):
    """
    Descriptor (non-data) for building an attribute on-demand on first use.
    """
    def __init__(self, factory):
        """
        <factory> is called such: factory(instance) to build the attribute.
        """
        self._attr_name = factory.__name__
        self._factory = factory

    def __get__(self, instance, owner):
        # Build the attribute.
        attr = self._factory(instance)

        # Cache the value; hide ourselves.
        setattr(instance, self._attr_name, attr)

        return attr

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Python≥ 3.8 并已被合并为

Python≥ 3.2<3.8

您应该同时使用和装饰器：

import functools
class MyClass:
    @property
    @functools.lru_cache()
    def foo(self):
        print("long calculation here")
        return 21 * 2

有更详细的示例，还提到了以前Python版本的后端口

Python<3.2

Python wiki有一个（麻省理工学院许可）可以这样使用：

import random
# the class containing the property must be a new-style class
class MyClass(object):
   # create property whose value is cached for ten minutes
   @cached_property(ttl=600)
   def randint(self):
       # will only be evaluated every 10 min. at maximum.
       return random.randint(0, 100)

或者其他答案中提到的任何符合您需求的实现。

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或者上面提到的后端口。

对于Python2，而不是Python3，下面是我要做的。这是您所能获得的最有效的方法：

class X:
    @property
    def foo(self):
        r = 33
        self.foo = r
        return r

说明：基本上，我只是用计算值重载属性方法。因此，在您第一次访问属性（对于该实例）之后，

foo

不再是属性，而是成为实例属性。这种方法的优点是缓存命中尽可能便宜，因为

self.\uuu dict\uuu

被用作缓存，如果不使用属性，则不会产生实例开销

这种方法不适用于Python3。

Python3.8包含装饰器

将类的方法转换为计算其值的属性 一次，然后缓存为 例如。类似于

property（）

，添加了缓存。有用的 对于以其他方式计算的实例的昂贵计算属性 实际上是不可变的

此示例直接来自文档：

从functools导入缓存的\u属性
类数据集：
def uuu init uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu
self.\u data=编号的顺序
@缓存的不动产
def stdev（自我）：
返回statistics.stdev（self.\u数据）
@缓存的不动产
def差异（自身）：
返回统计数据。方差（自身数据）

限制是，具有要缓存的属性的对象必须具有一个可变映射的

\uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu>属性，排除具有
\uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu>插槽的类，除非
在
\uuuuuuuuuuuuuuuuuu，
classproperty
和
cachedclassproperty
decorators

要缓存类属性，请执行以下操作：

from descriptors import cachedclassproperty

class MyClass:
    @cachedclassproperty
    def approx_pi(cls):
        return 22 / 7

大多数（如果不是所有的话）当前的答案都是关于缓存实例属性的。要缓存类属性，只需使用字典即可。这样可以确保每个类计算一次属性，而不是每个实例计算一次

mapping={}
A类：
定义初始化（自）：
如果self.\uuuuu class.\uuuuu.\uuuuuu name.\uuuuuuu不在映射中：
打印（‘扩展计算’）
映射[self.\uuuuuuu类\uuuuuu.\uuuuuuuu名称]=self.\uuuuuuuuu类\uuuuuuuuuu名称__
self.cached=映射[self.\uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu类\uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu

举例来说

foo=A（）
bar=A（）
打印（foo.cached、bar.cached）

给予

lru_缓存也被后端口到python 2:-1
lru_缓存的默认大小为128，这可能会导致属性函数被调用两次。如果要使用
lru\u缓存（无）
所有实例将永久保持活动状态。@对于128种不同的参数配置，orlp lru\u缓存的默认大小为128。只有当生成的对象多于缓存大小时，这才是一个问题，因为这里唯一改变的参数是self。如果要生成这么多对象，就不应该使用无界缓存，因为它会迫使您将所有调用过该属性的对象无限期地保留在内存中，这可能会导致可怕的内存泄漏。无论如何，您最好使用一种将缓存存储在对象本身中的缓存方法，这样缓存就会被清除。
@property@functools.lru\u cache（）
方法给了我一个
TypeError:unhable type
错误，可能是因为
self
不可散列。小心！在我看来，它似乎是
functools.lru\u cache
导致类的实例只要在缓存中就避免GC。更好的解决方案是Python 3.8.0中的
functools.cached_属性
！下面是它的工作原理：实例变量。在第一次访问属性时，没有实例属性，只有描述符类属性，因此执行描述符。但是，在其执行过程中，描述符使用缓存的值创建实例属性。这意味着当第二次访问该属性时，t
class X:
    @property
    def foo(self):
        r = 33
        self.foo = r
        return r

from descriptors import cachedclassproperty

class MyClass:
    @cachedclassproperty
    def approx_pi(cls):
        return 22 / 7

Expansive calculation
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