詳解Python中的init和new

2019-11-25 18:29:12

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供稿：網(wǎng)友

一、__init__ 方法是什么？
使用Python寫過面向對象的代碼的同學，可能對 __init__ 方法已經(jīng)非常熟悉了，__init__ 方法通常用在初始化一個類實例的時候。例如：

復制代碼代碼如下:

# -*- coding: utf-8 -*-

class Person(object):
"""Silly Person"""

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

def __str__(self):
return '<Person: %s(%s)>' % (self.name, self.age)

if __name__ == '__main__':
piglei = Person('piglei', 24)
print piglei

這樣便是__init__最普通的用法了。但__init__其實不是實例化一個類的時候第一個被調用的方法。當使用 Persion(name, age) 這樣的表達式來實例化一個類時，最先被調用的方法其實是 __new__ 方法。
二、__new__ 方法是什么？
__new__方法接受的參數(shù)雖然也是和__init__一樣，但__init__是在類實例創(chuàng)建之后調用，而 __new__方法正是創(chuàng)建這個類實例的方法。

復制代碼代碼如下:

# -*- coding: utf-8 -*-

class Person(object):
"""Silly Person"""

    def __new__(cls, name, age):
        print '__new__ called.'
        return super(Person, cls).__new__(cls, name, age)

    def __init__(self, name, age):
        print '__init__ called.'
        self.name = name
        self.age = age

def __str__(self):
return '<Person: %s(%s)>' % (self.name, self.age)

if __name__ == '__main__':
piglei = Person('piglei', 24)
print piglei

執(zhí)行結果：

復制代碼代碼如下:

piglei@macbook-pro:blog$ python new_and_init.py
__new__ called.
__init__ called.
<Person: piglei(24)>

通過運行這段代碼，我們可以看到，__new__方法的調用是發(fā)生在__init__之前的。其實當你實例化一個類的時候，具體的執(zhí)行邏輯是這樣的：

1.p = Person(name, age)
2.首先執(zhí)行使用name和age參數(shù)來執(zhí)行Person類的__new__方法，這個__new__方法會返回Person類的一個實例（通常情況下是使用 super(Persion, cls).__new__(cls, ... ...) 這樣的方式），
3.然后利用這個實例來調用類的__init__方法，上一步里面__new__產生的實例也就是 __init__里面的的 self
所以，__init__ 和 __new__ 最主要的區(qū)別在于：
1.__init__ 通常用于初始化一個新實例，控制這個初始化的過程，比如添加一些屬性，做一些額外的操作，發(fā)生在類實例被創(chuàng)建完以后。它是實例級別的方法。
2.__new__ 通常用于控制生成一個新實例的過程。它是類級別的方法。
但是說了這么多，__new__最通常的用法是什么呢，我們什么時候需要__new__？
三、__new__ 的作用
依照Python官方文檔的說法，__new__方法主要是當你繼承一些不可變的class時(比如int, str, tuple)，提供給你一個自定義這些類的實例化過程的途徑。還有就是實現(xiàn)自定義的metaclass。
首先我們來看一下第一個功能，具體我們可以用int來作為一個例子：
假如我們需要一個永遠都是正數(shù)的整數(shù)類型，通過集成int，我們可能會寫出這樣的代碼。

復制代碼代碼如下:

class PositiveInteger(int):
def __init__(self, value):
super(PositiveInteger, self).__init__(self, abs(value))

i = PositiveInteger(-3)
print i

但運行后會發(fā)現(xiàn)，結果根本不是我們想的那樣，我們任然得到了-3。這是因為對于int這種不可變的對象，我們只有重載它的__new__方法才能起到自定義的作用。
這是修改后的代碼：

復制代碼代碼如下:

class PositiveInteger(int):
def __new__(cls, value):
return super(PositiveInteger, cls).__new__(cls, abs(value))

i = PositiveInteger(-3)
print i

通過重載__new__方法，我們實現(xiàn)了需要的功能。
另外一個作用，關于自定義metaclass。其實我最早接觸__new__的時候，就是因為需要自定義 metaclass，但鑒于篇幅原因，我們下次再來講python中的metaclass和__new__的關系。
四、用__new__來實現(xiàn)單例
事實上，當我們理解了__new__方法后，我們還可以利用它來做一些其他有趣的事情，比如實現(xiàn) 設計模式中的單例模式(singleton) 。
因為類每一次實例化后產生的過程都是通過__new__來控制的，所以通過重載__new__方法，我們可以很簡單的實現(xiàn)單例模式。

復制代碼代碼如下:

class Singleton(object):
    def __new__(cls):
        # 關鍵在于這，每一次實例化的時候，我們都只會返回這同一個instance對象
        if not hasattr(cls, 'instance'):
            cls.instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)
        return cls.instance

obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()

obj1.attr1 = 'value1'
print obj1.attr1, obj2.attr1
print obj1 is obj2

輸出結果：

復制代碼代碼如下: