python - 类变量和实例变量有什么区别？

Question

Python中的类变量和实例变量有什么区别？

class Complex:
    a = 1

和

class Complex:
    def __init__(self):
        self.a = 1

使用电话: x = Complex().a在这两种情况下都将 x 分配给 1。

关于 __init__() 的更深入回答和 self将不胜感激。

Answer 1

当您编写类块时，您创建了类属性(或类变量)。您在类块中分配的所有名称，包括您使用 def 定义的方法成为类属性。

创建类实例后，任何引用该实例的东西都可以在其上创建实例属性。在方法内部，“当前”实例几乎总是绑定(bind)到名称 self ，这就是为什么您将这些视为“自我变量”的原因。通常在面向对象的设计中，附加到类的代码应该控制该类实例的属性，因此几乎所有实例属性分配都是在方法内部完成的，使用对self 中收到的实例的引用。方法的参数。

类属性通常与 Java、C# 或 C++ 等语言中的静态变量(或方法)进行比较。但是，如果您想更深入地理解，我会避免将类属性视为与静态变量“相同”。虽然它们经常用于相同的目的，但其基本概念却大不相同。在该行下方的“高级”部分中有更多关于此的信息。

一个例子!

class SomeClass:
    def __init__(self):
        self.foo = 'I am an instance attribute called foo'
        self.foo_list = []

    bar = 'I am a class attribute called bar'
    bar_list = []

执行完这个block后，有一个类 SomeClass ，具有 3 个类属性: __init__ , bar , 和 bar_list .

然后我们将创建一个实例:

instance = SomeClass()

发生这种情况时， SomeClass的 __init__方法被执行，在其 self 中接收新实例范围。此方法创建两个实例属性: foo和 foo_list .然后这个实例被分配到 instance变量，因此它绑定(bind)到具有这两个实例属性的事物: foo和 foo_list .

但:

print instance.bar

给出:

I am a class attribute called bar

这怎么发生的？当我们尝试通过点语法检索一个属性，但该属性不存在时，Python 会通过一系列步骤来尝试满足您的请求。接下来它将尝试查看实例类的类属性。在这种情况下，它找到了一个属性 bar在 SomeClass ，所以它返回了那个。

顺便说一下，这也是方法调用的工作方式。当您拨打 mylist.append(5) ，例如， mylist没有名为 append 的属性.但是 mylist的类确实如此，并且它绑定(bind)到一个方法对象。该方法对象由 mylist.append 返回位，然后是 (5) bit 使用参数 5 调用方法.

这很有用的方式是 全部 SomeClass 的实例将有权访问相同的 bar属性。我们可以创建一百万个实例，但我们只需要将那个字符串存储在内存中，因为它们都可以找到它。

但你必须小心一点。看看下面的操作:

sc1 = SomeClass()
sc1.foo_list.append(1)
sc1.bar_list.append(2)

sc2 = SomeClass()
sc2.foo_list.append(10)
sc2.bar_list.append(20)

print sc1.foo_list
print sc1.bar_list

print sc2.foo_list
print sc2.bar_list

你觉得这印什么？

[1]
[2, 20]
[10]
[2, 20]

这是因为每个实例都有自己的 foo_list 副本。 ，所以它们被单独附加。但所有实例共享对同一 bar_list 的访问权限.所以当我们做 sc1.bar_list.append(2)它影响了 sc2 ，即使 sc2还不存在!同样 sc2.bar_list.append(20)影响了 bar_list通过 sc1 检索到.这通常不是您想要的。

进阶学习如下。 :)

要真正理解来自 Java 和 C# 等传统静态类型 OO 语言的 Python，您必须学会重新思考类。

在 Java 中，类本身并不是一个真正的东西。当你编写一个类时，你更多地声明了该类的所有实例都有的一堆东西。在运行时，只有实例(和静态方法/变量，但它们实际上只是与类关联的命名空间中的全局变量和函数，实际上与 OO 无关)。类是您在源代码中写下实例在运行时的样子的方式；它们只“存在”在您的源代码中，而不是在正在运行的程序中。

在 Python 中，类并没有什么特别之处。它是一个对象，就像其他任何东西一样。所以“类属性”实际上和“实例属性”是一回事；实际上只有“属性”。区分的唯一原因是我们倾向于使用属于类的对象与不是类的对象。底层机器都是一样的。这就是为什么我说将类属性视为来自其他语言的静态变量是错误的。

但真正使 Python 类与 Java 风格的类不同的是，它与任何其他对象一样 每个类都是某个类的实例 !

在 Python 中，大多数类都是名为 type 的内置类的实例。 .正是这个类控制了类的公共(public)行为，并使所有面向对象的东西都按照它的方式进行。默认的 OO 方式让类的实例具有自己的属性，并且具有由它们的类定义的通用方法/属性，这只是 Python 中的一个协议(protocol)。如果你愿意，你可以改变它的大部分方面。如果您曾经听说过使用元类，那么这就是定义一个类，该类是与 type 不同的类的实例。 .

类唯一真正“特别”的地方(除了所有使它们按照默认方式工作的内置机制)是类块语法，它使您可以更轻松地创建 type 的实例。 .这个:

class Foo(BaseFoo):
    def __init__(self, foo):
        self.foo = foo

    z = 28

大致相当于以下内容:

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

classdict = {'__init__': __init__, 'z': 28 }

Foo = type('Foo', (BaseFoo,) classdict)

并且会整理 classdict的所有内容成为创建对象的属性。

因此，看到您可以通过 Class.attribute 访问类属性几乎变得微不足道。就像 i = Class(); i.attribute 一样简单.两者 i和 Class是对象，对象具有属性。这也便于理解在创建类之后如何修改它；只需以与任何其他对象相同的方式分配其属性!

事实上，实例与用于创建它们的类没有特别特殊的关系。 Python 知道哪个类要搜索在实例中找不到的属性的方式是通过隐藏的 __class__属性。您可以阅读以找出这是哪个类的实例，就像任何其他属性一样: c = some_instance.__class__ .现在你有一个变量 c绑定(bind)到一个类，即使它可能与类的名称不同。您可以使用它来访问类属性，甚至可以调用它来创建它的更多实例(即使您不知道它是什么类!)。

你甚至可以分配给 i.__class__更改它是哪个类的实例!如果你这样做，不会立即发生任何特别的事情。这不是惊天动地的。这意味着当您查找实例中不存在的属性时，Python 将查看 __class__ 的新内容。 .由于这包括大多数方法，并且方法通常期望它们正在操作的实例处于某些状态，因此如果您随意执行，这通常会导致错误，并且非常令人困惑，但是可以做到。如果你很小心，你存放在 __class__的东西甚至不必是类对象； Python 要做的就是在某些情况下查找属性，因此您只需要一个具有正确属性类型的对象(除了一些警告之外，Python 确实对类或特定类的实例很挑剔)。

这可能已经足够了。希望(如果你已经读到这里)我没有让你太困惑。当您了解 Python 的工作原理时，它是很整洁的。 :)