python什么是弱引用，__weakref__如何使用？

python什么是弱引用，__weakref__如何使用？

大家好，我是程序员老王。让我们来谈谈Python中的弱引用。

假设我们需要创建一个匿名聊天室。为了实现这一目标，我们首先定义了一个代表用户的类User。由于匿名聊天，用户无需注册，为每个用户分配一个唯一的id。我们确保id的独特性，通过维护一个全局字典，存储当前所有id与用户之间的关系，一旦发生冲突，重新生成id并更新全局字典。

随后，我们定义了聊天室函数chat_room，该函数允许多人参与聊天。在聊天结束后，这些匿名用户将失去作用。然而，问题在于，当用户被创建时，全局字典id_user中将记录所有User实例的引用。即使chat_room返回，id_user仍保有所有User的引用，导致这些实例无法被垃圾回收，进而影响id的重用。

解决这个问题的一种方法是，在chat_room返回前从id_user中删除用户引用。但考虑到实际聊天室功能的复杂性以及可能的异常处理，选择正确的del id_user的位置需要谨慎。此外，这种操作在逻辑上并不连贯，易于引入错误。

引入弱引用提供了一种替代解决方案。Python的weakref库中的WeakValueDictionary可以作为替代id_user的普通字典。这个WeakValueDictionary实现了字典接口，但其特殊之处在于，它的值为弱引用。

强引用，如chat_room中的u1和u2，只要对象还存在强引用，它们将不会被垃圾回收。因此，u1和u2指向的User实例在chat_room中不会被回收。然而，弱引用不同，如id_user中的值。虽然它们同样指向User实例，但只要实例没有其他强引用，这些User将被回收，并且id_user中对应的条目也会被删除。因此，当chat_room返回时，u1和u2指向的User已无强引用，id_user会自动执行删除操作，无需显式调用del。

输出结果显示，尽管我们没有删除id_user中的元素，id_user仍然为空，符合预期。如果全局变量中已有一个User，再次运行程序，id_user将保留一个User，因为全局变量u一直引用着这个User。

除了WeakValueDictionary，还有WeakKeyDictionary和WeakSet。WeakKeyDictionary中Key为弱引用，而WeakSet相当于只有Key没有Value的WeakKeyDictionary。更多细节在这里就不赘述。

ref类允许我们创建一个简单的弱引用。例如，我们可以对全局的User u创建一个ref类的实例。当我们调用u_ref()时，ref类会返回u对应的强引用。如果在调用u_ref()之前，User的强引用已经消失，再次调用u_ref()将返回None。

最后要指出，并非所有对象都支持弱引用。例如，数字和字符串不支持弱引用。考虑到这些类型在计算中可能重复出现，将其弱引用可能不符合逻辑。相比之下，类的实例、容器等对象更适合使用弱引用。完整的可弱引用的对象列表在文档中提供，但在实际使用中，无需特意查阅。2024-08-29