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    Python之__init__和__new__的區(qū)別是什么

    來源:千鋒教育
    發(fā)布人:xqq
    時間: 2023-11-06 15:30:39

    真假構(gòu)造函數(shù)

    如果你去面試Python工程師的崗位,面試官問你,請問Python當(dāng)中的類的構(gòu)造函數(shù)是什么?

    你不假思索,當(dāng)然是__init__啦!如果你這么回答,很有可能你就和offer無緣了。因為在Python當(dāng)中__init__并不是構(gòu)造函數(shù),__new__才是。是不是有點蒙,多西得(日語:為什么)?我們不是一直將__init__方法當(dāng)做構(gòu)造函數(shù)來用的嗎?怎么又冒出來一個__new__,如果__new__才是構(gòu)造函數(shù),那么為什么我們創(chuàng)建類的時候從來不用它呢?

    別著急,我們慢慢來看。首先我們回顧一下__init__的用法,我們隨便寫一段代碼:

    classStudent:

    def__init__(self,name,gender):

    self.name=name

    self.gender=gender

    我們一直都是這么用的,對不對,毫無問題。但是我們換一個問題,我們在Python當(dāng)中怎么實現(xiàn)單例(Singleton)的設(shè)計模式呢?怎么樣實現(xiàn)工廠呢?

    從這個問題出發(fā),你會發(fā)現(xiàn)只使用__init__函數(shù)是不可能完成的,因為__init__并不是構(gòu)造函數(shù),它只是初始化方法。也就是說在調(diào)用__init__之前,我們的實例就已經(jīng)被創(chuàng)建好了,__init__只是為這個實例賦上了一些值。如果我們把創(chuàng)建實例的過程比喻成做一個蛋糕,__init__方法并不是烘焙蛋糕的,只是點綴蛋糕的。那么顯然,在點綴之前必須先烘焙出一個蛋糕來才行,那么這個烘焙蛋糕的函數(shù)就是__new__。

    __new__函數(shù)

    我們來看下__new__這個函數(shù)的定義,我們在使用Python面向?qū)ο蟮臅r候,一般都不會重構(gòu)這個函數(shù),而是使用Python提供的默認構(gòu)造函數(shù),Python默認構(gòu)造函數(shù)的邏輯大概是這樣的:

    def__new__(cls,*args,**kwargs):

    returnsuper().__new__(cls,*args,**kwargs)

    從代碼可以看得出來,函數(shù)當(dāng)中基本上什么也沒做,就原封不動地調(diào)用了父類的構(gòu)造函數(shù)。這里隱藏著Python當(dāng)中類的創(chuàng)建邏輯,是根據(jù)繼承關(guān)系一級一級創(chuàng)建的。根據(jù)邏輯關(guān)系,我們可以知道,當(dāng)我們創(chuàng)建一個實例的時候,實際上是先調(diào)用的__new__函數(shù)創(chuàng)建實例,然后再調(diào)用__init__對實例進行的初始化。我們可以簡單做個實驗:

    classTest:

    def__new__(cls):

    print('__new__')

    returnobject().__new__(cls)

    def__init__(self):

    print('__init__')

    當(dāng)我們創(chuàng)建Test這個類的時候,通過輸出的順序就可以知道Python內(nèi)部的調(diào)用順序。

    從結(jié)果上來看,和我們的推測完全一樣。

    單例模式

    那么我們重載__new__函數(shù)可以做什么呢?一般都是用來完成__init__無法完成的事情,比如前面說的單例模式,通過__new__函數(shù)就可以實現(xiàn)。我們來簡單實現(xiàn)一下:

    classSingletonObject:

    def__new__(cls,*args,**kwargs):

    ifnothasattr(SingletonObject,"_instance"):

    SingletonObject._instance=object.__new__(cls)

    returnSingletonObject._instance

    def__init__(self):

    pass

    當(dāng)然,如果是在并發(fā)場景當(dāng)中使用,還需要加上線程鎖防止并發(fā)問題,但邏輯是一樣的。

    除了可以實現(xiàn)一些功能之外,還可以控制實例的創(chuàng)建。因為Python當(dāng)中是先調(diào)用的__new__再調(diào)用的__init__,所以如果當(dāng)調(diào)用__new__的時候返回了None,那么最后得到的結(jié)果也是None。通過這個特性,我們可以控制類的創(chuàng)建。比如設(shè)置條件,只有在滿足條件的時候才能正確創(chuàng)建實例,否則會返回一個None。

    比如我們想要創(chuàng)建一個類,它是一個int,但是不能為0值,我們就可以利用__new__的這個特性來實現(xiàn):

    classNonZero(int):

    def__new__(cls,value):

    returnsuper().__new__(cls,value)ifvalue!=0elseNone

    那么當(dāng)我們用0值來創(chuàng)建它的時候就會得到一個None,而不是一個實例。

    工廠模式

    理解了__new__函數(shù)的特性之后,我們就可以靈活運用了。我們可以用它來實現(xiàn)許多其他的設(shè)計模式,比如大名鼎鼎經(jīng)常使用的工廠模式。

    所謂的工廠模式是指通過一個接口,根據(jù)參數(shù)的取值來創(chuàng)建不同的實例。創(chuàng)建過程的邏輯對外封閉,用戶不必關(guān)系實現(xiàn)的邏輯。就好比一個工廠可以生產(chǎn)多種零件,用戶并不關(guān)心生產(chǎn)的過程,只需要告知需要零件的種類。也因此稱為工廠模式。

    比如說我們來創(chuàng)建一系列游戲的類:

    classLast_of_us:

    defplay(self):

    print('theLastOfUsisreallyfunny')

    classUncharted:

    defplay(self):

    print('theUnchartedisreallyfunny')

    classPSGame:

    defplay(self):

    print('PShasmanygames')

    然后這個時候我們希望可以通過一個接口根據(jù)參數(shù)的不同返回不同的游戲,如果不通過__new__,這段邏輯就只能寫成函數(shù)而不能通過面向?qū)ο髞韺崿F(xiàn)。通過重載__new__我們就可以很方便地用參數(shù)來獲取不同類的實例:

    classGameFactory:

    games={'last_of_us':Last_Of_us,'uncharted':Uncharted}

    def__new__(cls,name):

    ifnameincls.games:

    returncls.games[name]()

    else:

    returnPSGame()

    uncharted=GameFactory('uncharted')

    last_of_us=GameFactory('last_of_us')

    總結(jié)

    相信看到這里,關(guān)于__new__這個函數(shù)的用法應(yīng)該都能理解了。一般情況下我們是用不到這個函數(shù)的,只會在一些特殊的場景下使用。雖然如此,我們學(xué)會它并不只是用來實現(xiàn)設(shè)計模式,更重要的是可以加深我們對于Python面向?qū)ο蟮睦斫狻?/p>

    以上內(nèi)容為大家介紹了Python之__init__和__new__的區(qū)別是什么,希望對大家有所幫助,如果想要了解更多Python相關(guān)知識,請關(guān)注IT培訓(xùn)機構(gòu):千鋒教育。

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