类的特殊成员

__doc__

表示类的描述信息

class Foo(object):
    # Foo注释
    
    def __init__(self):
        # __init__注释
        pass

obj = Foo()
print(Foo.__doc__)
print(obj.__doc__)

>>> None
>>> None

class Foo(object):
    """Foo注释"""
    
    def __init__(self):
        """__init__注释"""
        pass

obj = Foo()
print(Foo.__doc__)
print(obj.__doc__)

>>> Foo注释
>>> Foo注释

__module__ 和  __class__ 

　　__module__ 表示当前操作的对象在那个模块

　　__class__     表示当前操作的对象的类是什么

以下文字描述过于麻烦，直接上图比较简单明了。注意截图时运行的是哪个模块。

__init__()方法：通过类创建对象时，自动触发执行。

class Example(object):
    def __init__(self):
        print("创建类时自动执行。")
        
a = Example()
Example()这一步自动执行
>>>创建类时自动执行。

__call__()

表示当前操作的对象的类是什么

class Example(object):
    def __init__(self):
        print("创建类时自动执行。")
    def __call__(self):
        print("这是Example类")

a = Example()
a()

>>>创建类时自动执行。
>>>这是Example类

使用类装饰器还可以依靠类内部的__call__方法，当使用 @ 形式将装饰器附加到函数上时，就会调用此方法。

import time

class Foo(object):
    def __init__(self, func):
        self._func = func

    def __call__(self):
        start_time=time.time()
        self._func()
        end_time=time.time()
        print('spend %s'%(end_time-start_time))

@Foo  #bar=Foo(bar)

def bar():

    print ('bar')
    time.sleep(2)

bar()    #bar=Foo(bar)()>>>>>>>没有嵌套关系了,直接active Foo的 __call__方法

__int__()

当执行 int(对象) 时，自动调用 __int__() 方法

class Example(object):
    def __init__(self):
        pass

    def __int__(self):
        print("调用int(对象)时自动调用")
        return 1

a = Example()
print(int(a))

>>> 调用int(对象)时自动调用
>>> 1

__str__()和__repr__

__str__和__repr__返回值都必须是字符串类型

如果一个类中定义了__str__方法，那么在打印 对象 时，默认输出该方法的返回值。

class Example(object):
    def __init__(self):
        pass

    def __str__(self):
        print("调用str(对象)时自动调用")
        return "这是Example类"

a = Example()
print(str(a))

>>> 调用str(对象)时自动调用
>>> 这是Example类

但大部分情况下都不是这么使用的。以下打印时，得到一个地址和类名，但是根本不知道这个类的有用信息。

class Example(object):
　　def __init__(self,name,age):
　　　　self.name = name
　　　　self.age = age

a = Example("dongye",18)
print(a)

>>> <__main__.Example object at 0x00000000029ED5C0>

这时候，需要在内部有个__str__方法。

class Example(object):
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):
        return ("name = %s, age = %d" %(self.name,self.age,))

a = Example("dongye",18)
print(a)

>>>name = dongye, age = 18

其实，当你调用 print(a) 时，自动变成 print(str(a)) ，然后自动去寻找 a 中的 __str__。

如果没有，则调用object里面的__str__

class test():
    def __init__(self):
        pass

test1 = test()
print(test1)
-------------------------------
<__main__.test object at 0x000001A8DF78DF60>

那么当我们赋值变量成list类型，然后print该变量的时候，打印的也是一个list对象，为什么不显示一个内存地址呢？因为list类里面重定制了__str__

当我们print（“%s”）后面带一个对象的时候，我们调用的就是对象的str方法。

%s str() 直接打印，实际上都是走的__str_

%r repr() 实际上都是走的__repr__

class Teacher():
    def __init__(self,name,salary):
        self.name = name
        self.salary = salary
    def __str__(self):
        return "Teacher's object :%s"%self.name
    def __repr__(self):
        return str(self.__dict__)

nezha = Teacher("哪吒",250)
print(nezha)
print(repr(nezha))
print('>>> %s' %nezha)
print('>>> %r' %nezha)
----------------------------------------------------
Teacher's object :哪吒
{'name': '哪吒', 'salary': 250}
>>> Teacher's object :哪吒
>>> {'name': '哪吒', 'salary': 250}

__ repr__是__str__的备胎。当缺失__str__时，会调用__repr__。但是缺失__repr__的时候，不缺调用__str__。

print(obj)/‘%s’%obj/str(obj)的时候，实际上是内部调用了obj.__str__方法，如果str方法有，那么他返回的必定是一个字符串。

如果没有__str__方法，会先找本类中的__repr__方法，再没有再找父类中的__str__

repr()，只会找__repr__，如果没有找父类的。

__add__()

当你想要让两个 类对象 相加的时候使用。如果没有 __add__() 方法，会报错。

class Example(object):
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __add__(self,other):
        return ("a对象 + b对象的和。结果为 a对象的 __add__。")

a = Example("dongye",18)
b = Example("dongye2",28)
print(a+b)

>>> a对象 + b对象的和。结果为 a对象的 __add__。

要注意，__add__() 方法有两个参数。self 表示对象自己，other 表示要相加的第二个对象。

class Example(object):
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __add__(self,other):
        return (self.age + other.age)

a = Example("dongye",18)
b = Example("dongye2",28)
print(a+b)

>>> 46

__del__()

 析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

注：此方法一般无须定义，因为Python是一门高级语言，程序员在使用时无需关心内存的分配和释放，因为此工作都是交给Python解释器来执行，所以，析构函数的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的

class Example(object):
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __del__(self):
        print("可以手动 del 对象来删除。")

a = Example("dongye",18)
del(a)

>>> 可以手动 del 对象来删除。

如果没有手动删，python自己也会删除。如下：

class A():
    def __del__(self):
        print("执行我了")

a = A()
import time
time.sleep(3)
-------------------------------------
执行我了

内部有个引用计数，就是一个计数器，只有当解释器通过引用计数发现不再使用这个变量的时候，才会进行自动删除。

第二，当变量超过一定的数量（700），才会进行自动删除。

__dict__

查看类或对象中的所有成员 　

class Province:
 
    country = 'China'
 
    def __init__(self, name, count):
        self.name = name
        self.count = count
 
    def func(self, *args, **kwargs):
        print 'func'
 
# 获取类的成员，即：静态字段、方法、
print(Province.__dict__)
# 输出：{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}
 
obj1 = Province('HeBei',10000)
print(obj1.__dict__)
# 获取 对象obj1 的成员
# 输出：{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}
 
obj2 = Province('HeNan', 3888)
print(obj2.__dict__)
# 获取 对象obj1 的成员
# 输出：{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}

__getitem__、__setitem__、__delitem__

用于索引操作，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

字典就是这样实现的

class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.key = None
        self.value = None
        self.dict = dict()

    def __getitem__(self, key):
        """调用后可以获得外界传入的key"""
        # print("这里的代码应该有返回值供外界查看%s" % key)
        return self.dict[key]

    def __setitem__(self, key, value):
        self.dict[key] = value

    def __delitem__(self, key):
        del self.dict[key]


f = Foo()
f["name"] = "rose"
print(f["name"])
f["age"] = 18
print(f["age"])
del f["name"]
print(f["name"])

 __getslice__、__setslice__、__delslice__

 该三个方法用于分片操作，如：列表

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
class Foo(object):
 
    def __getslice__(self, i, j):
        print('__getslice__',i,j)
 
    def __setslice__(self, i, j, sequence):
        print('__setslice__',i,j)
 
    def __delslice__(self, i, j):
        print('__delslice__',i,j)
 
obj = Foo()
 
obj[-1:1]                   # 自动触发执行 __getslice__
obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自动触发执行 __setslice__
del obj[0:2]                # 自动触发执行 __delslice__

__iter__ 

用于迭代器，之所以列表、字典、元组可以进行for循环，是因为类型内部定义了 __iter__ 

class Foo(object):
    pass


obj = Foo()

for i in obj:
    print i
    
# 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable

class Foo(object):
    
    def __iter__(self):
        pass

obj = Foo()

for i in obj:
    print i

# 报错：TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'

class Foo(object):

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

    def __iter__(self):
        return iter(self.sq)

obj = Foo([11,22,33,44])

for i in obj:
    print i

以上步骤可以看出，for循环迭代的其实是  iter([11,22,33,44]) ，所以执行流程可以变更为：

obj = iter([11,22,33,44])
 
for i in obj:
    print(i)

obj = iter([11,22,33,44])

while True:
    val = obj.next()
    print(val)

__bases__

在python里要查看一个类型的父类，使用它的__bases__属性可以查看。

class Singleton(object):
    def __init__(self):
        pass


print(Singleton.__bases__)

>>> (<class 'object'>,)

class Person(object):
    def __init__(self):
        pass
class Chinese(Person):
    def __init__(self):
        pass

print(Chinese.__bases__)

>>> (<class '__main__.Person'>,)

__eq__

class A:
    def __init__(self):
        self.a = 1
        self.b = 2

    def __eq__(self,obj):
        if  self.a == obj.a and self.b == obj.b:
            return True
a = A()
b = A()
print(a == b)

__hash__

class A():
    def __init__(self, name, sex):
        self.name = name
        self.sex = sex

    def __hash__(self):
        return hash(self.name + self.sex)


dy1 = A("egg", "男")
dy2 = A("egg", "男")
print(hash(dy1))
print(hash(dy2))
-----------------------------------------
C:Users123Desktop新建文件夹venvScriptspython.exe C:/Users/123/Desktop/新建文件夹/test.py
3696554731193319297
3696554731193319297

__new__ 

构造方法：创建一个对象

在__init__的时候已经有一个对象了，这个对象就是__new__构造出来的。

class A():
    def __init__(self):
        self.x = 1
        print("in init function")

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("in new function")
        return object.__new__(A, *args, **kwargs)
　　　　#return object.__new__(A)
　　　　#return super().__new__(A)



a = A()
---------------------------------------
in new function
in init function

1、为什么__new__传入的是cls而不是self？因为这时候还没有对象，所以需要传入的是类。

2、__new__ 的return给谁了？给__init__的self。

设计模式：23种

单例模式：一个类，始终 只有一个 实例

当你第一次实例化这个类的时候，就创建一个实例化的对象。当你之后再来实例化的时候，就用之前创建的那个对象。

class A():
    __instance = False
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.__instance:
            return cls.__instance
        # cls.__instance = object.__new__(A, *args, **kwargs)
        cls.__instance = object.__new__(A)
        return cls.__instance

dy1 = A("egg",18)
dy2 = A("pig",28)
print(dy1)
print(dy2)
----------------------------------------
<__main__.A object at 0x000001996D26A278>
<__main__.A object at 0x000001996D26A278>

一、__init__ 方法是什么？

__init__ 方法通常用在初始化一个类实例的时候。例如：

class Person(object):
    """Silly Person"""
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def __str__(self):
        return ('<Person: %s(%s)>' % (self.name, self.age))
 
if __name__ == '__main__':
    piglei = Person('piglei', 24)
    print(piglei)

这样便是__init__最普通的用法了。但__init__其实不是实例化一个类的时候第一个被调用 的方法。当使用 Persion(name, age) 这样的表达式来实例化一个类时，最先被调用的方法 其实是 __new__ 方法。

二、__new__ 方法是什么？

先看下object类中对__new__()方法的定义：

class object: 
    @staticmethod # known case of __new__ 
    def __new__(cls, *more): # known special case of object.__new__ 
        """ T.__new__(S, ...) -> a new object with type S, a subtype of T """
        pass

object将__new__()方法定义为静态方法，并且至少需要传递一个参数cls，cls表示需要实例化的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供。

 __new__方法接受的参数虽然也是和__init__一样，但__init__是在类实例创建之后调用，而 __new__方法正是创建这个类实例的方法。

class Person(object):
    """Silly Person"""
 
    def __new__(cls, name, age):
        print('__new__ called.')
        return super(Person, cls).__new__(cls)
 
    def __init__(self, name, age):
        print('__init__ called.')
        self.name = name
        self.age = age
 
    def __str__(self):
        return '<Person: %s(%s)>' % (self.name, self.age)
 
if __name__ == '__main__':
    piglei = Person('piglei', 24)
    print(piglei)

执行结果：

__new__ called.
__init__ called.
<Person: piglei(24)>

通过运行这段代码，我们可以看到，__new__方法的调用是发生在__init__之前的。其实当 你实例化一个类的时候，具体的执行逻辑是这样的：

1.p = Person(name, age)
2.首先执行使用name和age参数来执行Person类的__new__方法，这个__new__方法会 返回Person类的一个实例（通常情况下是使用 super(Persion, cls).__new__(cls, … …) 这样的方式），__new__()必须要有返回值，返回实例化出来的实例。需要注意的是，可以return父类__new__()出来的实例，也可以直接将object的__new__()出来的实例返回。
3.然后利用这个实例来调用类的__init__方法，__init__()有一个参数self，该self参数就是__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。若__new__()没有正确返回当前类cls的实例，那__init__()将不会被调用，即使是父类的实例也不行。

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。

所以，__init__ 和 __new__ 最主要的区别在于：
1.__init__ 通常用于初始化一个新实例，控制这个初始化的过程，比如添加一些属性， 做一些额外的操作，发生在类实例被创建完以后。它是实例级别的方法。
2.__new__ 通常用于控制生成一个新实例的过程。它是类级别的方法。
但是说了这么多，__new__最通常的用法是什么呢，我们什么时候需要__new__？

三、__new__ 的作用

依照Python官方文档的说法，__new__方法主要是当你继承一些不可变的class时(比如int, str, tuple)， 提供给你一个自定义这些类的实例化过程的途径。还有就是实现自定义的metaclass。

假如我们需要一个永远都是正数的整数类型，通过集成int，我们可能会写出这样的代码。

class PositiveInteger(int):
    def __new__(cls, value):
        return super(PositiveInteger, cls).__new__(cls, abs(value))

i = PositiveInteger(-3)
print(i)

通过重载__new__方法，我们实现了需要的功能。
另外一个作用，关于自定义metaclass。其实我最早接触__new__的时候，就是因为需要自定义 metaclass，但鉴于篇幅原因，我们下次再来讲python中的metaclass和__new__的关系。

四、用__new__来实现单例

事实上，当我们理解了__new__方法后，我们还可以利用它来做一些其他有趣的事情，比如实现 设计模式中的 单例模式(singleton) 。
因为类每一次实例化后产生的过程都是通过__new__来控制的，所以通过重载__new__方法，我们 可以很简单的实现单例模式。

class Singleton(object):
    def __new__(cls):
        # 关键在于这，每一次实例化的时候，我们都只会返回这同一个instance对象
        if not hasattr(cls, 'instance'):
            cls.instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)
        return cls.instance

obj1 = Singleton()
obj2 = Singleton()

obj1.attr1 = 'value1'
print(obj1.attr1, obj2.attr1)
print(obj1 is obj2)

输出结果：

 

value1 value1
True

__metaclass__

class Foo(object):
 
    def __init__(self):
        pass
 
obj = Foo()   # obj是通过Foo类实例化的对象

上述代码中，obj 是通过 Foo 类实例化的对象，其实，不仅 obj 是一个对象，Foo类本身也是一个对象，因为在Python中一切事物都是对象。

如果按照一切事物都是对象的理论：obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建，那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

print type(obj) # 输出：<class '__main__.Foo'>     表示，obj 对象由Foo类创建
print type(Foo) # 输出：<type 'type'>              表示，Foo类对象由 type 类创建

所以，obj对象是Foo类的一个实例，Foo类对象是 type 类的一个实例，即：Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。

那么，创建类就可以有两种方式：

a). 普通方式

class Foo(object):
 
    def func(self):
        print 'hello wupeiqi'

b).特殊方式（type类的构造函数）

def func(self):
    print("hello %s"%self.name)

def __init__(self,name,age):
    self.name = name
    self.age = age
Foo = type('Foo',(object,),{'func':func,'__init__':__init__})

f = Foo("jack",22)
f.func()

＝＝》 类 是由 type 类实例化产生

那么问题来了，类默认是由 type 类实例化产生，type类中如何实现的创建类？类又是如何创建对象？

答：类中有一个属性 __metaclass__，其用来表示该类由 谁 来实例化创建，所以，我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类，从而查看 类 创建的过程。

class MyType(type):
    def __init__(self,*args,**kwargs):

        print("Mytype __init__",*args,**kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("Mytype __call__", *args, **kwargs)
        obj = self.__new__(self)
        print("obj ",obj,*args, **kwargs)
        print(self)
        self.__init__(obj,*args, **kwargs)
        return obj

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Mytype __new__",*args,**kwargs)
        return type.__new__(cls, *args, **kwargs)

print('here...')
class Foo(object,metaclass=MyType):


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

        print("Foo __init__")

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
        return object.__new__(cls)

f = Foo("Alex")
print("f",f)
print("fname",f.name)

自定义元类

其它：

BASE_DIR=os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))

def foo():
    print("hello foo")
a = foo
print(a.__name__)

>>>
foo

***Repl Closed***

参考：

1. 详解 python 中的 __new__  方法的使用——脚本之家