初始化 __init__ 之外的字段

Question

我需要一些帮助来了解 python 初始化的工作原理。我有一个类（Bar）和另一个类（Foo）作为字段/变量。当我尝试直接在 Bar 中（而不是在类 __init__ 中）初始化这个变量时，Bar 的所有实例都将指向同一个 Foo。但是如果我有一个 __init__ 方法，就像在 Bar2 中一样，每个 Bar2 实例都会有一个唯一的 Foo 实例。这里发生了什么？

class Foo():
    number = 0

class Bar():
    foo = Foo()

class Bar2():
    foo = None

    def __init__(self):
        self.foo = Foo()

first = Bar()
second = Bar()

print "Bar"
print first
print second
print first.foo
print second.foo

first = Bar2()
second = Bar2()

print "\nBar2"
print first
print second
print first.foo
print second.foo

输出例如是：

Bar
<\__main__.Bar instance at 0x025B2AF8>
<\__main__.Bar instance at 0x025B2B20>
<\__main__.Foo instance at 0x004A3AA8>
<\__main__.Foo instance at 0x004A3AA8>

Bar2
<\__main__.Bar2 instance at 0x025B2B48>
<\__main__.Bar2 instance at 0x025B2AF8>
<\__main__.Foo instance at 0x025B2B70>
<\__main__.Foo instance at 0x025B2B98>

使用 Bar 两个实例将引用同一个 Foo 实例。为什么？

编辑：更正了为 Bar 打印两次 first.foo 的错误。产生的行为仍然如输出中所示。

Answer 1

Python 是一种动态语言。在像 Java 这样的静态语言中，编译器读取代码，找到类定义，判断它们是否正确并相应地生成一些代码。在 python 中，一个类定义（或一个函数定义）只是一个声明，就像对一个变量的赋值一样。语法有点不同。

当定义一个类时，解释器运行类定义，即它运行类行之后的所有代码。如果它找到函数定义，它也会运行它们，即定义函数并将它们绑定到函数名称。由于类和函数定义与任何其他赋值一样是语句，因此您也可以在许多地方使用它们。例如如下：

def foo():
  class A: pass
  a = A()
  a.msg = "Hello"
  return a

因为 python 是鸭子类型的（如果它像鸭子一样嘎嘎叫，看起来像一只，那就是一只），函数 foo 的用户甚至不必知道类被调用了什么，他们只需要知道 foo返回一个带有成员 msg 的对象。你可以这样使用它：

a = foo()
print a.msg

因此，在您的示例中，执行 Bar 的定义时，将运行 classes 语句，包括创建 Foo 对象。当 Bar2 的定义被执行时，类语句在其中运行一个名为 init 的函数的定义。当创建对象时（在调用另一个函数__new__ 之后，这不是重点），Python 使用 this 作为要调用的函数的名称。

同样，类定义（类内部的代码，Bar 在其中创建 Foo 对象）仅在引入类时运行一次。 __init__ 每次创建新对象时都会一次又一次地调用，因此在 Bar2 中，Foo 的创建也会一次又一次地完成。

据我所知，“foo = None”是多余的，并不是真正需要的。在 python 中，您可以从任何地方添加实例变量，甚至可以从类外部添加，当然也可以从 __init__ 内部添加。

Answer 2

类也是对象，它们有自己的一组变量。不仅如此，当 Python 在对象中找不到变量时，它会在类中查找是否可以在其中找到它，这就是它使用的方法。由于该类在该类的所有对象之间共享，因此该类中的变量也是如此。

Answer 3

first = Bar()
second = Bar()

print "Bar"
print first
print second
print first.foo
print first.foo

这里，你打印了两次 first.foo，这就是打印同一个 foo 对象的原因。

first = Bar2()
second = Bar2()

print "\nBar2"
print first
print second
print first.foo
print second.foo

这里，foo 是类 Bar2 中的一个静态变量，这就是为什么两个对象都指向同一个 foo 对象，用 second 的构造来构造。

class Bar2():
 foo = None

 def __init__(self):
     self.foo = Foo()

class Bar():
 def __init__(self):
   self.foo = Foo()

在 Bar2 中，Bar2 的所有对象，都会有 foo 对象指向在 Bar2 的最后一个构造对象的构造中构造的同一个对象。

在 Bar 中，所有 foo 对象对于 Bar 的每个对象都是唯一的，除非另有说明。

Answer 4

Bar.foo 是一个类变量。它在创建类时初始化一次。

（请注意，您的代码也打印了两次first.foo，所以难怪输出是一样的。）