弱引用不會增加對象引用計數，允許對像被垃圾回收，而強引用會阻止回收；2. 使用weakref.ref 可創(chuàng)建弱引用，當對像被銷毀後，弱引用返回None；3. WeakKeyDictionary 以對象為鍵且不阻止其回收，適合實現(xiàn)緩存；4. WeakSet 可用於觀察者模式，避免因強引用導致的循環(huán)引用和內存洩漏；5. 弱引用僅適用於可哈希對象，常見工具包括weakref.ref、WeakKeyDictionary、WeakValueDictionary 和WeakSet；弱引用是管理內存和避免循環(huán)引用的有效機制，廣泛應用於緩存、回調和觀察者模式中。

Python 中的弱引用（weak reference）是一種不增加對象引用計數的引用方式，它允許你引用一個對象，但不會阻止該對像被垃圾回收。這在緩存、觀察者模式或避免循環(huán)引用時非常有用。

下面是一個簡單的weak reference 示例，幫助你理解它的基本用法。

? 什麼是弱引用？

正常引用（強引用）會阻止對像被回收：

 a = [1, 2, 3]
b = a # 強引用，a 不會被回收

而弱引用不會阻止回收：

 import weakref

a = [1, 2, 3]
w = weakref.ref(a) # 創(chuàng)建弱引用print(w()) # 輸出: [1, 2, 3]，通過w() 獲取對象del a # 刪除原引用print(w()) # 輸出: None，對像已被回收

? 實際例子：使用弱引用實現(xiàn)緩存（WeakKeyDictionary）

假設你有一個類，想緩存某些實例相關的數據，但又不希望緩存阻止實例被銷毀。

 import weakref

# 模擬一個緩存：鍵是對象實例，值是一些附加數據cache = weakref.WeakKeyDictionary()

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        # 把一些數據放進緩存cache[self] = f"Profile data for {name}"

    def __repr__(self):
        return f"Person({self.name})"

    def __del__(self):
        print(f"{self.name} 被銷毀了")

# 使用示例p = Person("Alice")
print("緩存中的數據:", cache[p])

p = None # 刪除引用，對象可以被回收# 此時Person("Alice") 被銷毀，緩存中對應條目自動清除print("緩存大小:", len(cache)) # 輸出: 0

輸出：

緩存中的數據: Profile data for Alice
Alice 被銷毀了緩存大小: 0

? 注意：當p被設為None後， Person實例被銷毀， WeakKeyDictionary自動將該鍵移除，不會造成內存洩漏。

? 另一個例子：觀察者模式中避免循環(huán)引用

import weakref

class Subject:
    def __init__(self):
        # 使用弱引用存儲觀察者，避免循環(huán)引用self._observers = weakref.WeakSet()

    def add_observer(self, observer):
        self._observers.add(observer)

    def notify(self, msg):
        for observer in self._observers:
            observer.update(msg)

class Observer:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def update(self, msg):
        print(f"{self.name} 收到消息: {msg}")

    def __del__(self):
        print(f"{self.name} 被回收")

# 測試subject = Subject()
obs1 = Observer("小明")
obs2 = Observer("小紅")

subject.add_observer(obs1)
subject.add_observer(obs2)

subject.notify("系統(tǒng)更新了")

del obs2 # 刪除obs2
subject.notify("又一個消息") # 小紅不會再收到

輸出：

小明收到消息: 系統(tǒng)更新了小紅收到消息: 系統(tǒng)更新了小紅被回收小明收到消息: 又一個消息

? 這裡使用WeakSet ，當obs2被刪除後，它會自動從_observers中移除，無需手動清理。

?? 注意事項

• 弱引用只能用於可哈希的對象（如類實例），不能用於list 、 dict等不可哈希類型。
• 若對像沒有其他強引用，弱引用返回None 。
• 常用工具：
  • weakref.ref(obj) ：創(chuàng)建對對象的弱引用
  • weakref.WeakKeyDictionary() ：鍵是弱引用
  • weakref.WeakValueDictionary() ：值是弱引用
  • weakref.WeakSet() ：集合中的元素是弱引用

基本上就這些。弱引用是管理內存和避免循環(huán)引用的有力工具，尤其在實現(xiàn)緩存、回調、觀察者等模式時非常實用。

以上是Python弱參考示例的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！