Python 类成员初始化答案

【问题标题】：Python Class Members InitializationPython 类成员初始化
【发布时间】：2023-04-08 04:58:01
【问题描述】：

我最近刚刚与 Python 中的一个错误作斗争。这是那些愚蠢的新手错误之一，但它让我想到了 Python 的机制（我是一名长期的 C++ 程序员，对 Python 不熟悉）。我将列出错误代码并解释我做了什么来修复它，然后我有几个问题......

场景：我有一个名为 A 的类，它有一个字典数据成员，下面是它的代码（当然这是简化）：

class A:
    dict1={}

    def add_stuff_to_1(self, k, v):
        self.dict1[k]=v

    def print_stuff(self):
        print(self.dict1)

使用此代码的类是B类：

class B:

    def do_something_with_a1(self):
        a_instance = A()
        a_instance.print_stuff()        
        a_instance.add_stuff_to_1('a', 1)
        a_instance.add_stuff_to_1('b', 2)    
        a_instance.print_stuff()

    def do_something_with_a2(self):
        a_instance = A()    
        a_instance.print_stuff()            
        a_instance.add_stuff_to_1('c', 1)
        a_instance.add_stuff_to_1('d', 2)    
        a_instance.print_stuff()

    def do_something_with_a3(self):
        a_instance = A()    
        a_instance.print_stuff()            
        a_instance.add_stuff_to_1('e', 1)
        a_instance.add_stuff_to_1('f', 2)    
        a_instance.print_stuff()

    def __init__(self):
        self.do_something_with_a1()
        print("---")
        self.do_something_with_a2()
        print("---")
        self.do_something_with_a3()

请注意，每次调用 do_something_with_aX() 都会初始化一个新的 A 类“干净”实例，并在添加前后打印字典。

错误（如果您还没有弄清楚）：

>>> b_instance = B()
{}
{'a': 1, 'b': 2}
---
{'a': 1, 'b': 2}
{'a': 1, 'c': 1, 'b': 2, 'd': 2}
---
{'a': 1, 'c': 1, 'b': 2, 'd': 2}
{'a': 1, 'c': 1, 'b': 2, 'e': 1, 'd': 2, 'f': 2}

在类A的第二次初始化中，字典不为空，而是以最后一次初始化的内容开始，以此类推。我希望他们能够“重新开始”。

解决这个“bug”的显然是添加：

self.dict1 = {}

在 A 类的 __init__ 构造函数中。然而，这让我想知道：

在 dict1 的声明点（A 类的第一行）初始化“dict1 = {}”是什么意思？没意义？
导致复制上次初始化的引用的实例化机制是什么？
如果我在构造函数（或任何其他数据成员）中添加“self.dict1 = {}”，它如何不影响先前初始化实例的字典成员？

编辑：按照答案，我现在明白，通过声明一个数据成员而不是在 __init__ 或其他地方将其引用为 self.dict1，我实际上是在定义 C++/Java 中所谓的静态数据成员.通过将其称为 self.dict1 我将其设为“实例绑定”。

【问题讨论】：

你应该使用新式类，派生自对象。
A 类没有__init__()。您是否故意没有，这相当于一个空的def __init__(self): pass，因此它当然没有数据成员？如果没有，请修复您的代码。

标签： python class initialization

【解决方案1】：

您一直提到的错误是documented，这是 Python 类的标准行为。

像您最初所做的那样在__init__ 之外声明一个字典就是声明一个类级变量。它一开始只创建一次，每当您创建新对象时，它都会重用相同的字典。要创建实例变量，请在 __init__ 中使用 self 声明它们；就这么简单。

【讨论】：

我没有说它是 Python 错误，我说这是我的错误...当程序员根据文档做某事时，它仍然是一个错误（正如我提到的一个愚蠢的错误）。我的问题是关于触发这种“记录在案的标准行为”的机制 - 我想了解引擎盖下的内容。谢谢。特别是我的第一个问题，我想了解声明初始化是否无用。
不是没用的；如果您希望变量通过实例持续存在，您将使用它。您的问题是，当您执行 x = A() 时，只会执行 init 代码。类变量保持不变。
好吧，只要声明不在init中，就和C++中的“静态”数据成员一样，在“init" 将其从静态更改为实例绑定？现在很清楚了，谢谢。
差不多。文档中谈到了它与 C++ 的一些区别，您应该检查一下。
@Rax 是技术性的，它 dict1 不必在 init 中声明；它可以在任何方法中声明...只是 init 将始终被执行（除非对 new 进行更改）。最好记住的是，python 中从来没有任何隐含的“自我”。如果你没有明确地分配给 self.member 或从 self.member 中读取，你就没有接触到这个实例。

【解决方案2】：

当您访问实例的属性时，例如 self.foo，python 将首先在 self.__dict__ 中找到“foo”。如果没有找到，python 会在TheClass.__dict__找到'foo'

在您的情况下，dict1 属于 A 类，而不是实例。

【讨论】：

这实际上有助于我直观地了解其工作原理。因此，一旦将 self.x 绑定到对象中的某些内容（在 init 或其他地方），未来的 self.x 查找将在您的实例范围内引用该新变量。如果他们在实例范围内没有找到它，他们会在类范围内查找。

【解决方案3】：

@Matthew：请查看面向对象编程中类成员和对象成员之间的区别。发生此问题是因为原始 dict 的声明使其成为类成员，而不是对象成员（正如原始发布者的意图）。因此，对于类的所有实例（即一次），它存在一次（共享）对于类本身，作为类对象本身的成员），因此行为是完全正确的。

【讨论】：

【解决方案4】：

Python 的类声明作为代码块执行，任何局部变量定义（其中函数定义是一种特殊类型）都存储在构造的类实例中。由于 Python 中属性查找的工作方式，如果在实例上找不到属性，则使用类上的值。

Python 博客历史上的an interesting article about the class syntax。

【讨论】：

【解决方案5】：

如果这是您的代码：

class ClassA:
    dict1 = {}
a = ClassA()

那么你可能预计这会发生在 Python 中：

class ClassA:
    __defaults__['dict1'] = {}

a = instance(ClassA)
# a bit of pseudo-code here:
for name, value in ClassA.__defaults__:
    a.<name> = value

据我所知，会发生什么，除了 dict 复制了它的指针，而不是值，这是 Python 中所有地方的默认行为。看这段代码：

a = {}
b = a
a['foo'] = 'bar'
print b

【讨论】：