Python（和 Python C API）：__new__ 與 __init__

Question

我要問的問題似乎是Python 使用 __new__ 和 __init__的重復？ ，但無論如何，我仍然不清楚__new__和__init__之間的實際區別是什么。

在你急於告訴我__new__用於創建對象而__init__用於初始化對象之前，讓我說清楚：我明白了。 事實上，這種區別對我來說很自然，因為我在 C++ 中有經驗，我們有放置 new ，它類似地將對象分配與初始化分開。

Python C API 教程是這樣解釋的：

新成員負責創建（而不是初始化）該類型的對象。 它在 Python 中作為__new__()方法__new__() 。 ...實現新方法的一個原因是確保實例變量的初始值。

所以，是的-我得到了__new__呢，但盡管這樣，我還是不明白為什么它在Python是非常有用的。 給出的例子說__new__如果你想“確保實例變量的初始值”可能很有用。 那么，這不正是__init__會做的嗎？

在 C API 教程中，顯示​​了一個示例，其中創建了一個新類型（稱為“Noddy”），並定義了該類型的__new__函數。 Noddy 類型包含一個名為first的字符串成員，這個字符串成員被初始化為一個空字符串，如下所示：

static PyObject * Noddy_new(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds)
{
    .....

    self->first = PyString_FromString("");
    if (self->first == NULL)
    {
       Py_DECREF(self);
       return NULL;
    }

    .....
}

請注意，如果沒有在__new__定義__new__方法，我們必須使用PyType_GenericNew ，它只是將所有實例變量成員初始化為 NULL。 所以__new__方法的唯一好處是實例變量將以空字符串開始，而不是 NULL。 但是為什么這總是有用的，因為如果我們關心確保我們的實例變量被初始化為某個默認值，我們可以在__init__方法中完成它？

Answer 1

差異主要出現在可變和不可變類型上。

__new__接受一個類型作為第一個參數，並且（通常）返回該類型的一個新實例。 因此它適用於可變和不可變類型。

__init__接受一個實例作為第一個參數並修改該實例的屬性。 這對於不可變類型是不合適的，因為它允許在創建后通過調用obj.__init__(*args)來修改它們。

比較tuple和list的行為：

>>> x = (1, 2)
>>> x
(1, 2)
>>> x.__init__([3, 4])
>>> x # tuple.__init__ does nothing
(1, 2)
>>> y = [1, 2]
>>> y
[1, 2]
>>> y.__init__([3, 4])
>>> y # list.__init__ reinitialises the object
[3, 4]

至於為什么它們是分開的（除了簡單的歷史原因）： __new__方法需要一堆樣板才能正確（初始對象創建，然后記住最后返回對象）。 相比之下， __init__方法非常簡單，因為您只需設置您需要設置的任何屬性。

除了__init__方法更容易編寫，以及上面提到的可變與不可變的區別，通過在__new__設置任何絕對需要的實例不變量，還可以利用這種分離來使在子類中調用父類__init__成為可選。 不過，這通常是一種可疑的做法 - 通常只在必要時調用父類__init__方法會更清楚。

Answer 2

__new__可能還有其他用途，但有一個非常明顯的用途：您不能在不使用__new__情況下對不可變類型進行子類__new__ 。 例如，假設您想創建一個 tuple 的子類，它只能包含 0 和size之間的整數值。

class ModularTuple(tuple):
    def __new__(cls, tup, size=100):
        tup = (int(x) % size for x in tup)
        return super(ModularTuple, cls).__new__(cls, tup)

你根本不能用__init__做到這一點——如果你試圖在__init__修改self ，解釋器會抱怨你試圖修改一個不可變的對象。

Answer 3

__new__()可以返回與其綁定的類不同的類型的對象。 __init__()僅初始化類的現有實例。

>>> class C(object):
...   def __new__(cls):
...     return 5
...
>>> c = C()
>>> print type(c)
<type 'int'>
>>> print c
5

Answer 4

不是一個完整的答案，但也許可以說明差異。

__new__將始終在必須創建對象時被調用。 在某些情況下__init__不會被調用。 一個例子是當你從一個 pickle 文件中 unpickle 對象時，它們將被分配（ __new__ ）但不會被初始化（ __init__ ）。

Answer 5

只想添加一個關於定義__new__與__init__的意圖（而不是行為）的__new__ 。

當我試圖理解定義類工廠的最佳方法時，我遇到了這個問題（以及其他問題）。 我意識到，在其中的方式之一__new__是從概念上不同的__init__是一個事實，即受益__new__正是在這個問題指出：

所以 __new__ 方法的唯一好處是實例變量將以空字符串開始，而不是 NULL。 但是為什么這總是有用的，因為如果我們關心確保我們的實例變量被初始化為某個默認值，我們可以在 __init__ 方法中完成它？

考慮到所述場景，當實例實際上是一個類本身時，我們關心實例變量的初始值。 因此，如果我們在運行時動態創建一個類對象，並且我們需要定義/控制有關創建的此類的后續實例的一些特殊內容，我們將在元類的__new__方法中定義這些條件/屬性。

我對此感到困惑，直到我真正考慮了這個概念的應用，而不僅僅是它的含義。 這里有一個例子，希望能清楚地說明區別：

a = Shape(sides=3, base=2, height=12)
b = Shape(sides=4, length=2)
print(a.area())
print(b.area())

# I want `a` and `b` to be an instances of either of 'Square' or 'Triangle'
# depending on number of sides and also the `.area()` method to do the right
# thing. How do I do that without creating a Shape class with all the
# methods having a bunch of `if`s ? Here is one possibility

class Shape:
    def __new__(cls, sides, *args, **kwargs):
        if sides == 3:
            return Triangle(*args, **kwargs)
        else:
            return Square(*args, **kwargs)

class Triangle:
    def __init__(self, base, height):
        self.base = base
        self.height = height

    def area(self):
        return (self.base * self.height) / 2

class Square:
    def __init__(self, length):
        self.length = length

    def area(self):
        return self.length*self.length

請注意，這只是一個演示示例。 有多種方法可以在不使用上述類工廠方法的情況下獲得解決方案，即使我們確實選擇以這種方式實現解決方案，為了簡潔起見，也有一些注意事項被省略（例如，顯式聲明元類)

如果您正在創建一個常規類（又名非元類），那么__new__並沒有真正意義，除非它是特殊情況，例如ncoghlan 的答案答案中的可變與不可變場景（這本質上是概念的更具體示例）定義通過__new__創建的類/類型的初始值/屬性，然后通過__init__進行初始化）。

Answer 6

__new__一個特殊用途是使類成為單例：

class SingletonClass(object):
  def __new__(cls):
    if not hasattr(cls, 'instance'):
      cls.instance = super(SingletonClass, cls).__new__(cls)
    return cls.instance 

（來源： Python 中的單例模式 - 完整指南 - GeeksforGeeks ）