Python __new__()方法详解

__new__() 是一种负责创建类实例的静态方法,它无需使用 staticmethod 装饰器修饰,且该方法会优先 __init__() 初始化方法被调用。

一般情况下,覆写 __new__() 的实现将会使用合适的参数调用其超类的 super().__new__(),并在返回之前修改实例。例如:
class demoClass:
    instances_created = 0
    def __new__(cls,*args,**kwargs):
        print("__new__():",cls,args,kwargs)
        instance = super().__new__(cls)
        instance.number = cls.instances_created
        cls.instances_created += 1
        return instance
    def __init__(self,attribute):
        print("__init__():",self,attribute)
        self.attribute = attribute
test1 = demoClass("abc")
test2 = demoClass("xyz")
print(test1.number,test1.instances_created)
print(test2.number,test2.instances_created)
输出结果为:

__new__(): <class '__main__.demoClass'> ('abc',) {}
__init__(): <__main__.demoClass object at 0x0000026FC0DF8080> abc
__new__(): <class '__main__.demoClass'> ('xyz',) {}
__init__(): <__main__.demoClass object at 0x0000026FC0DED358> xyz
0 2
1 2


__new__() 通常会返回该类的一个实例,但有时也可能会返回其他类的实例,如果发生了这种情况,则会跳过对 __init__() 方法的调用。而在某些情况下(比如需要修改不可变类实例(Python 的某些内置类型)的创建行为),利用这一点会事半功倍。比如:
class nonZero(int):
    def __new__(cls,value):
        return super().__new__(cls,value) if value != 0 else None
    def __init__(self,skipped_value):
        #此例中会跳过此方法
        print("__init__()")
        super().__init__()
print(type(nonZero(-12)))
print(type(nonZero(0)))
运行结果为:

__init__()
<class '__main__.nonZero'>
<class 'NoneType'>


那么,什么情况下使用 __new__() 呢?答案很简单,在 __init__() 不够用的时候。

例如,前面例子中对 Python 不可变的内置类型(如 int、str、float 等)进行了子类化,这是因为一旦创建了这样不可变的对象实例,就无法在 __init__() 方法中对其进行修改。

有些读者可能会认为,__new__() 对执行重要的对象初始化很有用,如果用户忘记使用 super(),可能会漏掉这一初始化。虽然这听上去很合理,但有一个主要的缺点,即如果使用这样的方法,那么即便初始化过程已经是预期的行为,程序员明确跳过初始化步骤也会变得更加困难。不仅如此,它还破坏了“__init__() 中执行所有初始化工作”的潜规则。

注意,由于 __new__() 不限于返回同一个类的实例,所以很容易被滥用,不负责任地使用这种方法可能会对代码有害,所以要谨慎使用。一般来说,对于特定问题,最好搜索其他可用的解决方案,最好不要影响对象的创建过程,使其违背程序员的预期。比如说,前面提到的覆写不可变类型初始化的例子,完全可以用工厂方法(一种设计模式)来替代。

Python中大量使用 __new__() 方法且合理的,就是 MetaClass 元类。有关元类的介绍,可阅读《Python MetaClass元类》一节。

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