Python 特殊方法 new() 创造类实例

说明

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在 Python 面向对象编程时，使用类名() 创建对象的时候，解释器首先会调用 __new__ 方法为对象分配空间，从而创建一个类的实例，它是类的构造者（constructor）。

功能说明

此特殊方法的语法是：

object.__new__(cls[, ...])
object.__new__(cls, *args, **kwargs) # 常用

调用以创建一个 cls 类的新实例。__new__() 是一个静态方法 (因为是特例所以你不需要显式地声明)，它会将所请求实例所属的类作为第一个参数。其余的参数会被传递给对象构造器表达式 (对类的调用)。__new__() 的返回值应为新对象实例 (通常是 cls 的实例)。

典型的实现会附带适宜的参数使用 super().__new__(cls[, ...])，通过超类的 __new__() 方法来创建一个类的新实例，然后根据需要修改新创建的实例再将其返回。

如果在对象构造期间调用 __new__() 并返回 cls 的实例，则新实例的 __init__() 方法将像 __init__(self[, ...]) 一样被调用，其中 self 是新实例，其余参数与传递给对象构造函数的相同。

如果 __new__() 未返回一个 cls 的实例，则新实例的 __init__() 方法就不会被执行。

__new__() 的目的主要是允许不可变类型的子类 (例如 int, str 或 tuple) 定制实例创建过程。它也常会在自定义元类中被重载以便定制类创建过程。

class A(object):
    def __init__(self):
        print("这是 init 方法")

    def __new__(cls):
        print("这是 new 方法")
        return object.__new__(cls)

A()
'''
这是 new 方法
这是 init 方法
<__main__.A at 0x7f9900d5da50>
'''

主要作用有两个：

在内存中为对象分配空间
返回对象的引用

Python 解释器获得对象的引用后，将引用作为第一个参数，传递给 __init__ 方法。

与 `init` 区别

您可能经常看到 __init__() 但很少使用 __new__()，这是因为大多数时候您不需要覆盖它。通常，__init__() 用于初始化新创建的对象，而 __new__() 用于控制对象的创建方式。我们也可以使用 __new__() 来初始化对象的属性，但逻辑上它应该在 __init__() 中。然而，__new__() 的一个实际用途可能是限制从一个类创建的对象的数量。

如下：

__new__ 至少要有一个参数 cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由 Python 解释器自动提供
__new__必须要有返回值，返回实例化出来的实例，这点在自己实现__new__时要特别注意，可以 return 父类__new__出来的实例，或者直接是 object 的__new__出来的实例
__init__有一个参数 self，就是这个__new__返回的实例，__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作，__init__不需要返回值
我们可以将类比作制造商，__new__方法就是前期的原材料购买环节，__init__方法就是在有原材料的基础上，加工，初始化商品环节

示例

假设我们想要一个 Point 类来创建表示点的实例。这是一个限制类只有两个实例的示例。这里我们从前面的示例中简化了我们的 Point 类。

class Point:

    TotalNumberOfPoints = 0  # 新建类变量，点实例数量
    MAX_Inst = 2  # 最大实例数限制

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("new executing")
        if (cls.TotalNumberOfPoints >= cls.MAX_Inst):
            print("ERROR: Cannot create more Point objects!")
            return
        cls.TotalNumberOfPoints += 1
        return super().__new__(cls)

    # 默认对象初始化
    def __init__(self):
        print("init executing")
        self.mX = 0.0
        self.mY = 0.0
        self.mZ = 0.0

    @classmethod  # 查找类变量的静态方法
    def how_many(cls):
        """当前点的数量"""
        print(f"We have {cls.TotalNumberOfPoints} points.")


'''
We have 0 points.
new executing
init executing
new executing
init executing
new executing
ERROR: Cannot create more Point objects!
We have 2 points.
'''

参考

https://docs.python.org/zh-cn/3/reference/datamodel.html#object.__new__
https://learnku.com/articles/23034/python-face-object-new-method
https://webcourses.ucf.edu/courses/1249560/pages/new-method

Python 特殊方法 __new__() 创造类实例

功能说明

与 __init__ 区别

示例

参考

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与 `init` 区别