一問搞懂python的__init__和__new__方法

一、文字概述
__new__是在例項建立之前被呼叫的，因為它的任務就是建立例項然後返回該例項，是個靜態方法。

__init__是當例項物件建立完成後被呼叫的，然後設定物件屬性的一些初始值。

故而“ 本質上 ”來說，__new__（）方法負責建立例項，而__init__()僅僅是負責例項屬性相關的初始化而已，執行順序是，先new後init。

二、new和init的執行順序
1、當定義類的時候，不定義__new__()方法，這也是我們平時定義類的時候常見的方式。程式碼如下：

class Student(object):
   
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
        print('我是init')
 
    def study(self):
        print('我愛學習！')
 
if __name__=='__main__':
    s=Student('張三',25)
    print(s.name)
    print(s.age)
    s.study()
執行結果為：

我是init
張三
25
我愛學習！

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2、當定義類的時候自己定義了__new__()方法，

程式碼如下：

class Student(object):
    def __new__(cls,*args,**kwargs):
        print('我是new函式！')   #這是為了追蹤new的執行過程
        print(type(cls))        #這是為了追蹤new的執行過程
        return object.__new__(cls)  #呼叫父類的（object）的new方法，返回一個Student例項，這個例項傳遞給init的self引數
 
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
        print('我是init')
 
    def study(self):
        print('我愛學習！')
 
if __name__=='__main__':
    s=Student('張三',25)
    print(s.name)
    print(s.age)
    s.study()
執行結果為：

我是new函式！
<class 'type'>
我是init
張三
25
我愛學習！

由此可見的確是先執行new，再執行init。

3、從自定義的類繼承

前面的Student類是從object繼承的，現在從自定義繼承，程式碼如下：

class Parent:
    def __new__(cls,*args,**kwargs):
        print('我是父親類的new')
        print(type(cls))
        return object.__new__(cls)
    def __init__(self):
        print('我是父親類的init')
 
class Children(Parent):
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
        print('我是子類的init')
 
if __name__=='__main__':
    child=Children('李四',30)
    print(child.name)
    print(child.age)
執行結果為：

我是父親類的new
<class 'type'>
我是子類的init
李四
30

從上面可以看出，如果某個類自己未定義new，則執行的是父類的new函式。

三、__new__()一定要有返回值
前面說到，new函式實際上就是建立當前類的例項的，該例項然後傳遞給init的self引數，進行例項的初始化，故而如果new函式不返回值，則無法構建例項，如下：

class Student(object):
    def __new__(cls,*args,**kwargs):
        print('我是new函式！')   #這是為了追蹤new的執行過程
        print(type(cls))        #這是為了追蹤new的執行過程
 
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age
        print('我是init')
 
    def study(self):
        print('我愛學習！')
 
 
if __name__=='__main__':
    s=Student('張三',25)
    print(s.name)
    print(s.age)
    s.study()
執行結果為：

我是new函式！
<class 'type'>
AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'name'

從上面可見，雖然在建立s例項的過程中，呼叫了new函式，列印出了相關的值，但是因為沒有返回值，故而沒能夠建立例項s，那麼在初始化init的時候自然會出錯，這就是為什麼會顯示沒有name屬性的原因了，因為根本沒建立成功！

四、new函式到底定義在哪裡？
       實際上，new函式並不是定義在object中，它定義在 元類 type裡面，可以通過檢視 help(type) 或者是help（type.__new__)

進行檢視，__new__是type的成員，而python中所有的類都是type的例項，包括object，故而通過object，Student.__new__()的形式初始化就在正常不過了，這不就是“ 例項.方法 ”嗎？
 

      new的定義如下：

__new__(*args, **kwargs) method of builtins.type instance
    Create and return a new object.  See help(type) for accurate signature. 

這就是為什麼很多人在自定義new的時候寫成，如下形式，也就不足為怪了：

def __new__(cls,*args,**kwargs):
        print('我是new函式！')   #這是為了追蹤new的執行過程
        print(type(cls))        #這是為了追蹤new的執行過程
        return object.__new__(cls)  #呼叫父類的（object）的new方法，返回一個Student例項，這個例項傳遞給init的self引數
因為這不就是和定義一樣嗎？雖然多了一個cls，實際上因為是*args的關係，這並不會有影響，這個引數實際上就是要建立的那個類的例項所屬的型別，如Student。

 

五、new的主要應用
   1、__new__方法主要是當你繼承一些不可變的class時(比如int, str, tuple)， 提供給你一個自定義這些類的例項化過程的途徑

   2、還有就是實現自定義的metaclass

   3、用__new__來實現單例

詳細使用會在後面詳細說明！

5.1 __new__函式的本質

注意事項：

（1）__new__方法是定義在元類type裡面的，作用就是專門建立例項的。

（2）__new__的本質上是一個“類方法”，故而第一個引數為cls，但是因為系統知道它是類方法，所以有不需要顯式新增@classmethod

（3）__new__必須具有返回值，否則無法建立物件，因為__init__函式需要這個返回值

（4）自己在定義__new__的時候，引數要與__init__函式的引數匹配，我可以不用到這些引數，但一定要匹配。或者可以使用*arg和**args的形式。

例子1：

class Parent:
    def __new__(cls,*arg):   #這裡是正確的，因為*arg可以匹配任意多個未知引數
        return object.__new__(cls)
 
    def __init__(self,age,name):
        self.age=age
        self.name=name
 
p=Parent(23,'feifei')
print(p.age)
print(p.name)
例子2：

class Parent:
    def __new__(cls,age,name):   #正確，雖然沒用age和name，但也要匹配
        return object.__new__(cls)
 
    def __init__(self,age,name):
        self.age=age
        self.name=name
 
p=Parent(23,'feifei')
print(p.age)
print(p.name)
 上面的兩個例子產生的結果為

23

feifei

例子3：

class Parent:
    def __new__(cls):   #這是不行的，因為引數不匹配
        return object.__new__(cls)
    def __init__(self,age,name):
        self.age=age
        self.name=name
 
p=Parent(23,'feifei')
print(p.age)
print(p.name)
下面詳細解釋建立物件p的過程，

第一步：python會呼叫Parent.__new__(Parent，23，‘name') 函式，它會返回一個物件，即object.__new__(Parent) 物件，這裡的age和name都沒有使用。為什麼呢？因為__new__方法是定義在type元類中的，而object本身又是type元類的一個物件，（不明白這裡的可以看我的文章，關於python元類）這不就是一個簡單的   物件.方法(引數)  的簡單呼叫嗎？

第二步：再呼叫__init__函式進行初始化。

 

六、總結
  1、建立例項的時候，先new後init

  2、new定義在type元類中，必須具有返回值，

  3、new的作用就是建立例項，然後將建立的例項傳遞給init進行初始化