Python 在方法链接期间暂时保留对对象的更改

我正在设计一个面向对象的数据结构，从用户的角度来看，它应该易于处理，例如，通过方法链接（aka）。但是，每次更改只能临时作用于对象：在该链内，但不能超出该链。
以下是一个无法按预期工作的简化示例：

class C:
    def __init__(self, num):
        self.sum = num

    def add(self, num=0):
        self.sum += num
        return self

number = C(23)
number.add(7).add(12).sum
# 42
number.sum
# 42 (but I expect: 23)

在这种情况下，

.add（）

对编号进行永久性更改。然而，永久性的改变只能是这样：

# This is the only way how a user should make permanent changes:
number = number.add(4).add(12)

在临时范围内，我正在寻找一种方法，在链终止后返回到旧版本的

number

。在绝望的边缘，我可以想到丑陋的解决方案，如“实例复制”：

然而，我使用的实际类和对象包含大量的数据、属性、方法甚至子类。因此，除了涉及难看的代码之外，我们应该避免在每个方法中复制实例

是否有解决此问题的方法，例如，在链的第一个元素（静默）仅创建一个副本一次？或者通过销毁链末端所做的任何更改？（请注意，现实世界中的“更改”涉及许多不同的、可交换的方法，而不仅仅是添加数字）

可接受的解决方案应在内部执行必要的操作，即不影响用户界面：

# These are NOT accepted solutions:
number.copy().add(4).add(12)
number.add(4).add(12).undo()

---

如果除了自复制之外没有直接的解决方案，那么问题是：哪种最优雅的方法可以保持代码可读性并保持内存使用率低？例如，通过自复制函数修饰每个类方法？

返回一个修改过的副本，而不是修改调用该方法的对象：

class C:
    def __init__(self, num):
        self.sum = num

    def add(self, num=0):
        return C(self.sum + num)

number = C(23)
assert number.add(7).add(12).sum == 42
assert number.sum == 23

---

有关此解决方案中内存处理的详细信息，请参阅本文的评论。此解决方案是解决问题的标准方法。

我不认为对象如何能够自动检测“临时作用域”的结尾，除非可能编写自己的基于python的语言，甚至。。。FWIW，到目前为止，我所看到的所有“流畅接口”实现要么原地改变对象，要么返回副本。然后我告诉你，这是标准实践，不是肮脏的黑客行为。我知道这是许多应用程序的标准。但对于大型实例，这也是推荐的（或唯一的）策略吗？我担心这会极大地增加内存使用：或者python会在链终止时自动删除所有实例吗？中间实例将在无法访问时立即从内存中删除。例如，当我们完成调用…add（12）时，结果（sum==42的实例）有一个引用，该引用将用于获取它的sum属性，但number.add（7）的结果将不再可访问，所以它将成为垃圾收集的主题。这并不意味着它将在此时从内存中删除-不保证GC会运行，但在这一点上它被标记为过时。从长远来看，中间链接结果将被丢弃，并且只会在短时间内污染内存；当然，你也可以自己用谷歌搜索一下。如果你需要更多的解释，让我知道，我会尽力帮助你。

class C:
    def __init__(self, num):
        self.sum = num

    def add(self, num=0):
        return C(self.sum + num)

number = C(23)
assert number.add(7).add(12).sum == 42
assert number.sum == 23