實例解析Python中的__new__特殊方法
__new__ 方法是什么?
如果將類比喻為工廠,那么__init__()方法則是該工廠的生產(chǎn)工人,__init__()方法接受的初始化參 數(shù)則是生產(chǎn)所需原料,__init__()方法會按照方法中的語句負責(zé)將原料加工成實例以供工廠出貨。而 __new__()則是生產(chǎn)部經(jīng)理,__new__()方法可以決定是否將原料提供給該生產(chǎn)部工人,同時它還決定著出 貨產(chǎn)品是否為該生產(chǎn)部的產(chǎn)品,因為這名經(jīng)理可以借該工廠的名義向客戶出售完全不是該工廠的產(chǎn)品。
__new__()方法的特性:
1.__new__()方法是在類準備將自身實例化時調(diào)用。
2.__new__()方法始終都是類的靜態(tài)方法,即使沒有被加上靜態(tài)方法裝飾器。
類的實例化和它的構(gòu)造方法通常都是這個樣子:
class MyClass(object): def __init__(self, *args, **kwargs): ... # 實例化 myclass = MyClass(*args, **kwargs)
正如以上所示,一個類可以有多個位置參數(shù)和多個命名參數(shù),而在實例化開始之后,在調(diào)用 __init__()方法之前,Python首先調(diào)用__new__()方法:
def __new__(cls, *args, **kwargs): ...
第一個參數(shù)cls是當(dāng)前正在實例化的類。
如果要得到當(dāng)前類的實例,應(yīng)當(dāng)在當(dāng)前類中的__new__()方法語句中調(diào)用當(dāng)前類的父類 的__new__()方法。
例如,如果當(dāng)前類是直接繼承自object,那當(dāng)前類的__new__()方法返回的對象應(yīng)該為:
def __new__(cls, *args, **kwargs): ... return object.__new__(cls)
(注意:
事實上如果(新式)類中沒有重寫__new__()方法,即在定義新式類時沒有重新定義__new__()時 ,Python默認是調(diào)用該類的直接父類的__new__()方法來構(gòu)造該類的實例,如果該類的父類也沒有重寫 __new__(),那么將一直按此規(guī)矩追溯至object的__new__()方法,因為object是所有新式類的基類。)
__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(diào)用,而 __new__方法正是創(chuàng)建這個類實例的方法。
# -*- 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(jié)果:
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(diào)用是發(fā)生在__init__之前的。其實當(dāng) 你實例化一個類的時候,具體的執(zhí)行邏輯是這樣的:
p = Person(name, age)
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),
然后利用這個實例來調(diào)用類的__init__方法,上一步里面__new__產(chǎn)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:
__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。
__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__?
__new__ 的作用
依照Python官方文檔的說法,__new__方法主要是當(dāng)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。
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(jié)果根本不是我們想的那樣,我們?nèi)稳坏玫搅?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:
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(guān)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(guān)系。
用__new__來實現(xiàn)單例
事實上,當(dāng)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(shè)計模式中的 單例模式(singleton) 。
因為類每一次實例化后產(chǎn)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。
class Singleton(object): def __new__(cls): # 關(guān)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(jié)果:
value1 value1 True
可以看到obj1和obj2是同一個實例。
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