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python中的 __init__和 __new__

python中的 __init__和 __new__

作者: 东方胖 | 来源:发表于2018-09-10 11:33 被阅读29次

    摘要

    本笔记重点理清了以下几个问题:

    • 1、__init__ 为什么要返回None?
    • 2、__init__ 并不是类的构造函数,__new__才是 python中类的构造函数
    • 3、__init__ 的作用是初始化类的参数,在实例化以后被首先调用
    • 4、继承状态下, __init__ 的使用注意事项
    • 5、__new__ 是静态方法
    • 6、 同一个类中, __new__ 方法和 __init__ 方法是否要求参数一样?

    __init__ 不是构造函数, __new__ 才是python类的构造函数

    __init__()比较简单,一个类被实例化的时候,一定会调用这个函数,它可以带任意数量的参数。初学python时容易误解, __init__ 是python类的构造函数 ,其实不是。
    注意下面这个例子:

    class Person(object):
        def __init__(self, height, weight):
            print "Call __init__ func"
            self.h = height
            self.w = weight
    
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            print "Call __new__ func"
            print "Class is", cls
            print "Arguments are", args
    
    p = Person(180, 85)
    print p.h, p.w
    

    再python27环境中运行以后, 输出:

    Call __new__ func
    Traceback (most recent call last):
    Class is <class '__main__.Person'>
    Arguments are (180, 85)
        print p.h, p.w
    AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'h'
    

    为什么解释器会抱怨找不到属性 h?明明已经在 __init__中的函数进行了初始化。仔细看输出,并没有发现 print "Call __init__ func" 这句被打印出来,这说明,__init__函数没有被调用。原因是,解释器调用 __init__ 函数时,传入了一个 self 参数,这个参数就是已经实例化后的实例引用,它是通过 __new__来构造的实例引用。
    __new__ 没有显式写 return 语句,默认返回了None, 因此 在调用 __init__ 时, self 等于 None, self.h 的语句导致了 AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'h' 的异常
    所以, 重写 __new__ 时, 必须要返回一个有效的实例
    上例中,将 __new__改为:

    def __new__(cls, *args, **kwargs++):
            print "Call __new__ func"
            print "Class is", cls
            print "Arguments are", args
            return super(Person, cls).__new__(cls, args)
    

    就可以正确运行。
    调用的顺序是:
    先调用 __new__函数,返回一个实例引用, 作为参数(self) 传给 __init__函数, 后者再初始化参数

    __init__() 的返回类型必须是None。

    上面这段代码重新覆盖了 __init__( ) ,但是它什么也不做, 当我们实例化 Demo的时候, d会自动调用 __init__( ) 。类绑定了一个方法foo,调用foo为实例插一个属性a并赋值。Python在实例化Demo的时候,把类属性 flag也初始化了,这一步不是 在 __init__做的,所以创建实例这个动作并不是等到调用__init__才完成的。
    由此可见
    1、__init__ 函数是在实例创建以后第一个调用的函数,而不是依靠它才创建的实例。
    2、实例的构造,其实是Python解释器自动完成的,当我们写下 d = Demo() , 解释器把实例绑定的函数,类属性都准备妥当,同时又调用__init__函数。

    __new__ 能等同于静态语言的构造函数吗?

    class Person:
        def __init__(self, height, weight):
            print "Call __init__ func"
            self.h = height
            self.w = weight
    
        @staticmethod
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            print "Call __new__ func"
            print "Class is", cls
            print "Arguments are", args
            return Person()
    
    p = Person(180, 85)
    

    这段代码只会调 __init__ 函数, 因为类没有继承 object。在python2.2以后,python统一了古典类和新式类。早期版本的对象,它涵盖了内建类型,用户自定义类型,object, type。新式类将这些对象统一到object的子类树下。所以以上关于 __init__ 和 __new__ 的讨论都是在新式类的框架下而言,但本篇重点不在记述这些对象区别,所以, 将__new __ 等同于构造函数来理解也必须是在新式类的框架下

    看一段C++的代码:

    class MyClass( ) 
    {
    public:  
           static MyClass* createInstance( ) {
                    MyClass * inst = new MyClass(10);
                    //...
                     return inst;
           }
    private:
           explicit MyClass(int num = 0);
    };
    

    这是C++的一种实例生成的模式,将实例构建封装起来,在一些游戏框架,比如cocos中可以见到,它通常可能还有一个虚函数叫 init。这种写法的好处之一是,将复杂 的构建过程封装,对外暴露只需要一个createInstance函数,构建逻辑都在内部。
    扯到这里,是因为我觉得 __new__ 函数和这种构建函数很像。 在整个python中, __new__并不能类比构造函数,但和本例中的C++例子类似。
    它们都有如下的特征:

    • __new__ 是有返回值的,它会返回一个实例对象
    • __new__ 是带着@staticmethod标识的,它是一个静态函数

    __new__在python中,就是一个实例创建函数,由于用法上的简洁和直观,大多数时候,可以把 __init__ 和 __new__ 当成类的构造函数。

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