为什么跨实例共享dataclass字段？

Question

第一次使用dataclass，也不太擅长Python。以下行为与我迄今的理解相抵触：

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class X:
  x: int = 1
  y: int = 2

@dataclass
class Y:
  c1: X = X(3, 4)
  c2: X = X(5, 6)

n1 = Y()
n2 = Y()

print(id(n1.c1))
print(id(n2.c1))

n1.c1.x = 99999
print(n2)

这个指纹

140459664164272
140459664164272
Y(c1=X(x=99999, y=4), c2=X(x=5, y=6))

为什么c1的行为像类变量？我能做些什么来保持n2.c1 != n1.c1，我需要写一个init函数吗？

我可以在Y的基础上得到合理的结果：

  def __init__(self):
   self.c1 = X(3, 4)
   self.c2 = X(5, 6)

指纹：

140173334359840
140173335445072
Y(c1=X(x=3, y=4), c2=X(x=5, y=6))

Answer 1

为什么c1的行为像类变量？

因为您为它们指定了默认值，因此它们现在是一个类属性。在可变默认值部分中，提到了：

Python将默认成员变量值存储在类属性中。

但是看看这个：

@dataclass
class X:
    x: int = 1
    y: int = 2

@dataclass
class Y:
    c1: X
    c2: X = X(5, 6)

print("c1" in Y.__dict__)  # False
print("c2" in Y.__dict__)  # True

c1没有默认值，所以它不在类的名称空间中。

实际上，通过这样做(定义默认值)，Python将c1和c2存储在实例的名称空间(n1.__dict__)和类的命名空间(Y.__dict__)中。它们是相同的对象，只传递引用：

@dataclass
class X:
    x: int = 1
    y: int = 2

@dataclass
class Y:
    c1: X = X(3, 4)
    c2: X = X(5, 6)

n1 = Y()
n2 = Y()

print("c1" in Y.__dict__)  # True
print("c1" in n1.__dict__)  # True

print(id(n1.c1)) # 140037361903232
print(id(n2.c1)) # 140037361903232
print(id(Y.c1))  # 140037361903232

所以现在，如果你想让它们与众不同，你有几种选择：

1. 在实例化时传递参数(不是很好的)：

@dataclass
class X:
    x: int = 1
    y: int = 2

@dataclass
class Y:
    c1: X = X(3, 4)
    c2: X = X(5, 6)

n1 = Y(X(3, 4), X(5, 6))
n2 = Y(X(3, 4), X(5, 6))

print("c1" in Y.__dict__)  # True
print("c1" in n1.__dict__)  # True

print(id(n1.c1)) # 140058585069264
print(id(n2.c1)) # 140058584543104
print(id(Y.c1))  # 140058585065088

1. 使用field和pass default_factory

from dataclasses import dataclass, field

@dataclass
class X:
    x: int = 1
    y: int = 2

@dataclass
class Y:
    c1: X = field(default_factory=lambda: X(3, 4))
    c2: X = field(default_factory=lambda: X(5, 6))

n1 = Y()
n2 = Y()

print("c1" in Y.__dict__)   # False
print("c1" in n1.__dict__)  # True

print(id(n1.c1))  # 140284815353136
print(id(n2.c1))  # 140284815353712

在第二个选项中，由于我没有指定default参数(两者都不能混合)，所以类的命名空间中不会存储任何内容。field(default=SOMETHING)是= SOMETHING的另一种表达方式。