为什么 Python 不使用类似 C++/Java 的语法来定义实例变量？答案

【问题标题】：Why doesn't Python use C++/Java-like syntax to define instance variables?为什么 Python 不使用类似 C++/Java 的语法来定义实例变量？
【发布时间】：2012-11-03 07:48:17
【问题描述】：

这困扰了我几个小时，因为我来自 C++ 世界。我终于发现了发生了什么，但我不知道为什么这是默认行为。我想了解为什么这种语言是这样设计的。

我想要一个实例变量mem。所以我尝试了这个：

class x(object):
   mem = []

obj = x()
obj.mem.append(1)
print(obj.mem)
objTWO = x()
objTWO.mem.append(2)
print(objTWO.mem)

打印这个：

[1] 

[1, 2]

鉴于：

class x(object):

    def __init__(self):
        self.mem = []

obj = x()
obj.mem.append(1)
print(obj.mem)
objTWO = x()
objTWO.mem.append(2)
print(objTWO.mem)

打印

[1]

[2]

为什么第一个是默认行为？这里的直觉是什么，因为它与许多主流 OO 语言的工作相反（他们为大写引入了 static 关键字，这让你明确地说你想要一个静态变量）？对于 Python 的新手来说，这是一个惊喜。

此外，您似乎可以拥有同名的实例变量和类变量：

class x(object):
    mem = []

    def __init__(self):
        self.mem = []

我必须运行它才能确定要打印的内容。我什至无法猜测！

【问题讨论】：

其他语言工作方式的直觉是什么？不同的语言做事不同，看起来你只是习惯了另一种方式。
看起来不对，因为你带了行李。这实际上是合乎逻辑的：在class ...: 之后，字段是类变量。只有在实例初始化器中声明实例变量才有意义。当然，这不是 C++/Java 的思维方式，但完全可以理解。
我推荐你阅读这篇文章：nvie.com/posts/unexpected-side-effects-in-python-classes
没有“默认行为”。只有一种替代方案有点类似于其他语言中可用的语法（可能不是故意的）。对我来说，这个句法特征的行为很有意义：类属性是绑定在类级别的属性，定义一个属性是通过在类定义级别进行分配来完成的——在与方法相同的级别，这也住在班里。这也完全符合没有声明的事实，并且所有看起来像声明的东西，在每个层面上都是一个声明。
我在 Java 中遇到了同样的问题 ;) 但我是这么想的：如果你没有像 static、private、public 这样的可见性修饰符，你怎么能区分变量的范围?您明确声明：self. = ...范围/命名空间 self 中的变量获取值。面向对象只是一个概念，取决于语言设计者如何解释/实现它。

标签： java python class instance-variables

【解决方案1】：

我同意它违反直觉，但它有一个很好的用途——别名函数。

这是我前段时间写的一个库，已删减篇幅

...
class UndrawnTurtle():
    """Acts just like the turtle package, but without bringing up a window to show it."""
...

    def forward(self, distance):
        angle_radians = math.radians(self.angle)

        self.x = self.x + math.cos(angle_radians) * distance
        self.y = self.y + math.sin(angle_radians) * distance

        self._visit()

...
    # Now for some aliases. Everything that's implemented in this class
    # should be aliased the same way as the actual api.
    fd = forward
...

【讨论】：

这不是唯一的好用处。类属性有用途，就像静态 OOP 语言中的静态变量有用途一样。（尽管用途不同：静态变量通常应该是模块级的，就像静态方法通常应该是模块级的函数一样。）

【解决方案2】：

直觉是，在 Python 中，everything 是一个对象，包括类本身。 Python 中没有“静态”关键字这样的东西。有类，它们是对象，这些类具有属性。 出现在类定义中的所有东西都是类属性——包括方法和其他类型的属性。

这种设计的好处是简单性和一致性。公共或私有，或静态和非静态属性之间没有区别。类和实例属性之间的区别自然地通过类构造函数出现。当__init__ 被调用（间接通过ClassName(params)）时，它会通过self 参数接收该类的新实例，然后直接修改该实例。一切都是通过已经定义的构造显式发生的——您无需了解任何新语法或新关键字即可查看创建实例时发生的情况。

那么你只需要了解 Python 的属性查找模型。它的工作原理几乎与大多数 shell 中的PATH 分辨率相同。例如，在 bash 中，当您执行命令 (ls) 时，将搜索路径中的第一个条目，然后搜索第二个条目，依此类推，找到的第一个版本的命令就是执行的那个。但是在这种情况下，路径看起来像这样（至少在单继承的简单情况下）：

instance; class; superclass; superclass; ... and so on

这与 c 或 c++ 中嵌套作用域中的名称解析并没有太大区别。你抱怨：

更糟糕的是，您似乎可以拥有同名的实例变量和类变量。

但这真的比 c 允许您在一个块中定义int i;，创建一个内部块，然后定义另一个掩盖原始块的int i; 更令人困惑吗？

【讨论】：

这与我想写的答案几乎相同，但没有时间。干得好。