为什么 Python 似乎将实例变量视为对象之间共享的？

Question

今天我正在编写一个简单的脚本时，我注意到 Python 处理实例变量的方式有一个奇怪的怪癖。

假设我们有一个简单的对象：

class Spam(object):
    eggs = {}

    def __init__(self, bacon_type):
        self.eggs["bacon"] = bacon_type

    def __str__(self):
       return "My favorite type of bacon is " + self.eggs["bacon"]

我们用不同的参数创建这个对象的两个实例：

spam1 = Spam("Canadian bacon")
spam2 = Spam("American bacon")

print spam1
print spam2

结果令人费解：

My favorite type of bacon is American bacon
My favorite type of bacon is American bacon

似乎“eggs”字典在所有不同的“垃圾邮件”实例之间共享 - 或者每次创建新实例时都会覆盖它。这在日常生活中并不是真正的问题，因为我们可以通过在初始化函数中声明实例变量来解决它：

class Spam(object):

    def __init__(self, bacon_type):
        self.eggs = {}
        self.eggs["bacon"] = bacon_type

    def __str__(self):
        return "My favorite type of bacon is " + self.eggs["bacon"]

spam1 = Spam("Canadian bacon")
spam2 = Spam("American bacon")

print spam1
print spam2

这样写的代码，结果就是我们所期望的：

My favorite type of bacon is Canadian bacon
My favorite type of bacon is American bacon

因此，虽然我没有被这种行为所困扰，但我不明白 Python 为什么会这样工作。任何人都可以对此有所了解吗？

Answer 1

那不是实例变量，那是类变量。通过实例访问它的事实是无关紧要的；它仍然是同一个对象。

Answer 2

正如 Ignacio 所发布的，在 Python 中分配给类范围的变量是类变量。基本上，在 Python 中，一个类只是 class 语句下的语句列表。一旦该语句列表完成执行，Python 会收集在该执行过程中创建的所有变量，并从中创建一个类。如果你想要一个实例变量，你实际上必须将它分配给实例。

另一方面：听起来您可能是从 Java（或类似 Java）的角度来看的。所以也许你知道，因为 Java 需要显式声明变量，所以它需要在类范围内声明实例变量。

class Foo {
    String bar;
    public Foo() {
        this.bar = "xyz";
    }
}

请注意，只有 声明 在类范围内。换句话说，为该变量分配的 内存 是类“模板”的一部分，但变量的实际 值 不是。

Python 不需要任何变量声明。因此，在 Python 翻译中，您只需删除声明即可。

class Foo:
    # String bar;  <-- useless declaration is useless
    def __init__(self):
        self.bar = "xyz"

内存将在需要时分配；只有作业实际上是写出来的。这在构造函数中，就像在 Java 中一样。

Answer 3

与编译语言不同，Python 中的class 语句实际上是执行代码，并在内存中创建一个类对象（不是实例！）。

class 块运行时定义的任何符号都属于类本身。这包括变量，例如您的第一个示例中的eggs 变量，以及您定义的__init__ 和__str__ 方法。所有这些都是在定义类时创建的，它们都是类的一部分。

在您实际创建对象实例并运行__init__ 方法之前，不会创建实例变量，并且它们必须是self 的属性。

所以，当python解释器执行时

class Spam(object):
    eggs = {}

    def __init__(self):
        <stuff>
    def __str__(self):
        <other stuff>

它实际上是在运行时构建一个类对象。它执行代码“eggs={}”，并执行两个def语句，并构建一个具有三个属性的类：eggs、__init__和__str__。

稍后，当它执行时

spam1 = Spam()

然后它创建一个新实例，并运行它的__init__ 方法。 __init__ 方法本身当然属于类；它在所有实例之间共享，就像 eggs 属性一样。

实例本身作为self 参数传入，您在其上定义的任何内容都属于该实例。这就是为什么必须将self 传递给每个类方法的原因——在python 中，这些方法实际上属于类本身，而self 是您必须引用实例的唯一方法。