Python 為什麼要保留顯式的 self ？

視學演算法發表於2020-04-06

（給視學演算法加星標，提升Python技能）

轉自：豌豆花下貓

布魯斯·埃克爾（Bruce Eckel）發了篇博文^[1]，提議從類方法的形參列表中刪除“self”。我將解釋為什麼這個提議不能通過。（譯註：Bruce 是《Thinking in Java》、《Thinking in C++》等多本書籍的作者，也是個 Python 開發者。他的文章總結了當年在巴西 Pycon 上的一次討論，主要觀點是在定義類方法時，形參中的“self”是多餘的，而且由它引發的報錯資訊具有一定的誤導性。）

Bruce 的提議

Bruce 知道，我們需要一種方法來區分對例項變數的引用和對其它變數的引用，因此他建議將“self”設為關鍵字。

考慮一種典型的類，它有一個方法，例如：

class C:
   def meth(self, arg):
      self.val = arg
      return self.val

跟據 Bruce 的提議，這將變為：

這樣每個方法會節省 6 個字元。但我不覺得 Bruce 提出這個建議是為了減少打字。

我認為他真正關心的是程式設計師（可能來自其它語言）所浪費的時間，有時候似乎不需要指定“self”引數，而且他們偶爾忘記了要加（即使他們十分清楚——習慣是一種強大的力量）。確實，與忘記在例項變數或方法引用之前鍵入“self.”相比，從引數列表中省略“self”，往往會導致很模糊的錯誤訊息。

也許更糟糕的是（如 Bruce 所述），當正確地宣告瞭方法，但是在呼叫時的引數數量不對，這時收到的錯誤訊息。如 Bruce 給出的以下示例：

我贊同它是令人困惑的，但是我寧願去解決此錯誤訊息，而不是修改語言。

為什麼 Bruce 的提議不可行

首先，讓我提出一些與 Bruce 的提議相反的典型論點。

這有一個很好的論據可以證明，在引數列表中使用顯式的“self”，可以增強以下兩種呼叫方法在理論上的等效性。假設“ foo”是“C”的一個例項：

（譯註：說實話，我沒有理解這個例子的意思。以下僅是個人看法。在類的內部定義方法時，可能會產生幾種不同的方法：例項方法、類方法和 靜態方法。它們的作用和行為是不同的，那麼在定義和呼叫時怎麼做區分呢？Python 約定了一種方式，即在定義時用第一個引數作區分：self 表示例項方法、cls或其它符號表示類方法……三種方法都可以被類的例項呼叫，而且看起來一模一樣，如上例的等號左側那樣。這時候就要靠定義時賦予的引數來區分了，像上例等號右側，第一個引數是例項物件，表明此處是個例項方法。）

另一個論據是，在引數列表中使用顯式的“self”，將一個函式插入一個類，獲得動態地修改一個類的能力，建立出相應的一個類方法。

例如，我們可以建立一個與上面的“C”完全等效的類，如下所示：

請注意，我將“self”引數重新命名為“myself”，以強調（在語法上）我們不是在此處定義一個方法（譯註：類外部的是函式，即 function，類內部的是方法，即 method）。

這樣之後，C 的例項就具有了一個“meth”方法，該方法有一個引數，且功能跟之前的完全一樣。對於在把方法插入類之前就建立的那些 C 的例項，它甚至也適用。

我想 Bruce 並不特別在意前述的等效性。我同意這只是理論上的重要。我能想到的唯一例外是舊式的呼叫超級方法的習語（idiom）。但是，這個習語很容易出錯（正是由於需要顯式地傳遞"self"的原因），這就是為什麼在 Python 3000中，我建議在所有情況下都使用"super()"的原因。

Bruce 可能會想到一種使第二個等效例子起作用的方法——在某些情況下，這種等效性真的很重要。我不知道 Bruce 花了多少時間思考如何實現他的提議，但是我想他正在考慮將一個名為“self”的額外形參自動地新增到直接地在類內部定義的所有方法的思路（我必須說是“直接地”，以便那些巢狀在方法內部的函式，能免於這種自動操作）。這樣，可以使第一個等效例子保持等效。

但是，有一種情況我認為 Bruce 不能在不向編譯器中新增某種 ESP 的情況下解決：裝飾器。我相信這是 Bruce 的提議的最終敗筆。

當裝飾一個方法時，我們不知道是否要自動地給它加一個“self”引數：裝飾器可以將函式變成一個靜態方法（沒有“self”）或一個類方法（有一個有趣的 self，它指向一個類而不是一個例項），或者可以做一些完全不同的事情（用純 Python 實現“ @classmethod”或“ @staticmethod”的裝飾器是繁瑣的）。除非知道裝飾器的用途，否則沒有其它辦法來確定是否要賦予正在定義的方法一個隱式的“self”引數。

我拒絕諸如特殊包裝的“@classmethod”和“@staticmethod”之類的黑科技。我也認為除了自檢外，自動地確定某個方法是類方法（class method）、例項方法（instance method）還是靜態方法（static method），這不是一個好主意（就像在 Bruce 的文章的評論中，有人建議的那樣）：這使得很難僅僅根據方法前的“def”，來決定應該怎樣呼叫該方法。

（譯註：對於一個方法，在當前的新增了相應引數的情況下，可以簡單地加裝飾器，區分它是哪種方法，呼叫時也容易區分呼叫；但是，如果沒有加引數，即使可以用神奇的自動機制來區分出它是哪種方法，但在呼叫時，你不好確定該怎麼呼叫）。

在評論中，我看到了一些非常極端的對 Bruce 的提議的附和，但通常的代價是使得規則難以遵循，或者要求對語言進行更深層的修改，這令我們極其難以接受它，特別是合入 Python 3.1。順便說一句，對於 3.1，再次宣告我們的規則，新特性只有在保持向後相容的情況下才是可接受的。

有一個似乎可行的建議（可以使它向後相容）是把類中的

改成這樣的語法糖：

但我不認同它把“self”變為保留字（reserved word），或者要求字首必須是“self”。如果這樣做了，那對於類方法，很容易也出現這種情況：

好了，相比於現狀，我並沒有更喜歡這個。但是相比於 Bruce 的提議或在他的部落格評論區中提出的更極端的說法，我認為這個要好得多，而且它具有向後相容的巨大優勢，並且不需要很費力，就可以寫成帶有參考實現的 PEP。（我想 Bruce 應該會發現自己提案中的缺陷，如果他真的付出努力嘗試編寫可靠的 PEP 或者嘗試實現它。）

我可以繼續聊很多，但這是一個陽光明媚的週日早晨，而我還有其它的計劃... :-)

作者：Guido van Rossum，寫於：2008.10.26

參考資料

[1] Bruce博文：http://www.artima.com/weblogs/viewpost.jsp?thread=239003

[2] Guido原文: https://neopythonic.blogspot.com/2008/10/why-explicit-self-has-to-stay.html

【本文作者】

豌豆花下貓，某985高校畢業生，兼具極客思維與人文情懷。公眾號【Python貓】，專注python技術、資料科學和深度學習

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