Python中创建对象的6种替代方案：从字典到Struct详解

Theo

发布时间：2026-10-13| 3人浏览过

原创

本文盘点Python中除class外表示对象的多种方法。包括灵活但可变的dict、不可变的tuple、命名元组namedtuple和NamedTuple、动态属性SimpleNamespace以及高性能二进制打包的Struct。文章对比了各方式在空间性能、可变性及使用场景上的差异，帮助开发者根据具体需求选择最合适的对象定义方式。

Python中对象表示方法概览

在Python中，万物皆对象。除了通过定义class来构建对象外，还有哪些方式可以表示一个对象？本文将对此进行梳理和盘点。

使用字典（dict）表示对象

0x00 使用字典（dict）

字典用于存储键值对（KV），在查找、插入和删除操作上具有较高的效率。利用一个dict对象可以非常直观地表示一个对象。dict的使用方式十分灵活，支持动态修改、添加或删除属性。


>>> student={
'name':'jack',
'age':18,
'height':170
}
>>> student
{'name': 'jack', 'age': 18, 'height': 170}
# 查看属性
>>> student['name']
'jack'
# 添加属性
>>> student['score']=89.0
>>> student
{'name': 'jack', 'age': 18, 'height': 170, 'score': 89.0}
# 删除属性
>>> del student['height']
>>> student
{'name': 'jack', 'age': 18, 'score': 89.0}

使用元组（tuple）表示对象

0x01 使用元组（tuple）

元组同样可以用来表示对象。与dict不同，tuple是不可变的，一旦创建便无法随意修改。此外，tuple只能通过下标来访问属性，因此当属性数量较多时，使用tuple不如dict方便。


# 对象属性为name、age、height
>>> student=('jack',18,170.0)
>>> student
('jack', 18, 170.0)
>>> student[1]
18
# tuple不能修改
>>> student[2]=175.0
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

使用命名元组（namedtuple）表示对象

0x02 命名元组（collections.namedtuple）

顾名思义，namedtuple是元组的扩展类型。与普通元组一样，其元素在创建后不可变。但与普通元组相比，namedtuple允许通过“属性名”来访问元素，提升了可读性。


>>> from collections import namedtuple
>>> Point = namedtuple('Point','x,y,z')
>>> p = Point(1,3,5)
>>> p
Point(x=1, y=3, z=5)
>>> Point = namedtuple('Point','x y z')
>>> p = Point(1,3,5)
>>> p
Point(x=1, y=3, z=5)
>>> p.x
1
>>> p.y = 3.5
AttributeError: can't set attribute
# 可以看出通过namedtuple定义对象，就是一个class类型的
>>> type(p)
<class '__main__.Point'>

对于简单的对象，使用namedtuple进行定义非常便捷，且在空间性能上优于定义普通class。

使用类型化命名元组（NamedTuple）表示对象

0x03 类型化命名元组（type.NamedTuple）

Python 3.6引入了type.NamedTuple类，其操作方式与collections.namedtuple类似。不过，定义NamedTuple的语法略有不同。


>>> from typing import NamedTuple
# 定义Car类，继承于NamedTuple，并定义属性color、speed、autmatic
>>> class Car(NamedTuple):
 color:str
 speed:float
 automatic:bool
>>> car = Car('red',120.0,True)
>>> car
Car(color='red', speed=120.0, automatic=True)
>>> type(car)
<class '__main__.Car'>
# tuple都是不可变的
>>> car.speed = 130.0
AttributeError: can't set attribute

使用简单命名空间（SimpleNamespace）表示对象

0x04 简单命名空间（types.SimpleNamespace）

使用SimpleNamespace也可以轻松定义对象。其内部实现等价于以下代码逻辑：


class SimpleNamespace:
 def __init__(self, **kwargs):
  self.__dict__.update(kwargs)

 def __repr__(self):
  keys = sorted(self.__dict__)
  items = ("{}={!r}".format(k, self.__dict__[k]) for k in keys)
  return "{}({})".format(type(self).__name__, ", ".join(items))

 def __eq__(self, other):
  return self.__dict__ == other.__dict__

例如，定义一个Car对象：


>>> car = SimpleNamespace(color='blue',speed=150.5,automatic=True)
>>> car
namespace(automatic=True, color='blue', speed=150.5)
>>> car.color
'blue'
>>> car.speed = 120
>>> car
namespace(automatic=True, color='blue', speed=120)
# 动态添加属性
>>> car.shift = 23
>>> car
namespace(automatic=True, color='blue', shift=23, speed=120)
# 删除属性
>>> del car.shift
>>> car
namespace(automatic=True, color='blue', speed=120)

使用结构体（Struct）表示对象

0x05 结构体（struct.Struct）

这是一个结构体对象，可以将C语言中的struct序列化为Python对象。例如，在处理文件中的二进制数据或从网络请求的数据时，可以使用struct.Struct来表示。

使用struct的优势在于数据格式预先定义，可以将数据打包为二进制数据，从而获得更好的空间效率。


# 定义一个struct，'1sif'表示数据的格式，1s一个字符长度，i表示整数，f表示浮点数
>>> Student=Struct('1sif')
# 使用pack方法打包数据，存储性别、年龄、身高
>>> stu = Student.pack(b'm',18,175.0)
>>> stu
b'm\x00\x00\x00\x12\x00\x00\x00\x00\x00/C'
# unpack方法解包
>>> Student.unpack(stu)
(b'm', 18, 175.0)

使用类（class）表示对象

0x06 类（class）

class无疑是定义对象的标准方式。在Python中定义类非常简单，除了可以定义属性外，还可以定义方法。


>>> class Student:
 def __init__(self,name,age,height):
 self.name = name
 self.age = age
 self.height = height
 def printAge(self):
  print(self.age)
>>> stu = Student('jack',18,175.0)
# 如果想让定义的对象输出属性信息可以重写__repr__方法
>>> stu
<__main__.Student object at 0x10afcd9b0>
>>> stu.name
'jack'
>>> stu.age = 19