類成員變量不是和全局變量一樣糟糕嗎？

Question

由於使用了全局變量，我們都知道下面的代碼很糟糕：

a = 3.14

def inc():
  global a
  a += 1

inc()
b = a

太糟糕了，在 python 中，必須故意聲明 global 以“打破”禁令。 但是以 OO 的名義，下面的代碼怎么是有道理的：

class A:
  def __init__(self):
    self.a = 3.14

  def inc(self):
    self.a += 1

A_instance = A()
A_instance.inc()
b = A_instance.a

在類實例的范圍內，成員變量不就是和全局變量一樣嗎？ “self”基本上允許任何成員函數不受限制地訪問所有變量，而不管其必要性，使其非常有狀態，容易出錯，並且難以閱讀（基本上是全局變量的所有不良特征）？

我們也知道干凈和更好的方法是：

def inc(_a):
  return _a+1

a = 3.14
b = inc(a)

這樣函數 inc() 至少是無狀態的並且具有可預測的行為。 使用類並使其盡可能無狀態的最佳實踐是什么？ 或者根據定義，OO 是否總是有狀態的，並且必須完全不使用類進行函數式編程？ 我也聽人說@static 方法很笨，破壞封裝，應該避免......

Answer 1

現在self的概念不被認為是不好的做法的原因是，如果您要創建一個類，該類中的所有內容都應該以一種或另一種方式相關，這通常是通過__init__ dunder 初始化類實例的類屬性方法。 基本上，如果您要創建一個類，那么應該有某種鏈接，如果您願意，則應該有一個全局類，這些類是類屬性

通常的想法是像這樣用self創建類

class A:
  def __init__(self):
    self.a = 3.14

  def inc(self):
    self.a += 1

不是經常看到的東西，而是人們選擇了在許多觀點中通常被認為更清潔和更可預測的方式

class A:
  def __init__(self, a):
    self.a = a

  def inc(self):
    self.a += 1

有了這個，當您聲明類實例時，您可以更好地控制實際存在的內容，因此類實例用變量聲明

A_instance = A(3.14)   #a will be 3.14 in this instance
B_instance = A(3.142)  #a will be 3.142 in this instance

等等。 在__init__函數外部聲明但在類內部聲明的類變量本身有很大不同，看起來像

class A:
  a = 22/7

  def __init__(self):
      ....

有了這個a將是整個類中的全局變量（不是實例而是類本身）。 那看起來像什么

class A:
    a = 22/7

    def __init__(self, item):
        self.item = item

A_instance = A(3.14)
B_instance = A(5)

盡管A_instance和B_instance是完全不同的， A_instance.item將等於3.14而B_instance.item將等於5這兩個都將具有類變量a為22/7

A_instance.a  #this will return a value of 22/7
B_instance.a  #this will also return a value of 22/7

因此，除非主動更改，否則類變量在該類的所有實例中保持一致/相同。

要點是，如果您要創建一個類，它應該具有相互交織的特定變量並影響所有特定組的函數，這些是您將函數放入類方法中，因此在類中使用self並沒有錯如果使用得當

Answer 2

這歸結為您是否需要保存狀態。 如果您確實需要保存狀態，則需要將其保存在某處。 類允許您將狀態與對該狀態進行操作的方法一起保存，並強制實施一個類本地范圍，該范圍比將狀態存儲在全局范圍內更不容易出錯。

作為一個具體的例子，我最近為森林模擬實現了一個 Tree 類。 與樹相關聯的重要變量之一是它的年齡。 樹的年齡應該存儲在哪里？ 將其存儲在 Tree 類中比將其存儲在外部更有意義。

如果防止樹的年齡被類外的代碼操縱很重要，我可以為此目的使用 Python 出色的@property語法，或者不直接通過 Python _varname變量命名約定。

在類中，是的，樹的年齡對其他方法是可見的，但這是一個相對狹窄的范圍，如果您的類是按照 SOLID 面向對象設計原則編寫的單一職責，那么肯定不類似於全局范圍.