Python中的__new__()方法的使用

__new__() 函数只能用于从object继承的新式类。

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。

我们来看下下面类中对__new__()方法的实现：

class Demo(object):

  def __init__(self):

    print '__init__() called...'

 

  def __new__(cls, *args, **kwargs):

    print '__new__() - {cls}'.format(cls=cls）

    return object.__new__(cls, *args, **kwargs)

 

if __name__ == '__main__':

  de = Demo()

输出：

 

发现实例化对象的时候，调用__init__()初始化之前，先调用了__new__()方法

__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。

__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。

实际应用过程中，我们可以这么使用：

class LxmlDocument(object_ref):

  cache = weakref.WeakKeyDictionary()

  __slots__ = ['__weakref__']

 

  def __new__(cls, response, parser=etree.HTMLParser):

    cache = cls.cache.setdefault(response, {})

    if parser not in cache:

      obj = object_ref.__new__(cls)

      cache[parser] = _factory(response, parser)

    return cache[parser]

该类中的__new__()方法的使用，就是再进行初始化之前，检查缓存中是否存在该对象，如果存在则将缓存存放对象直接返回，如果不存在，则将对象放至缓存中，供下次使用。

再来个单例的，通过重载__new__实现单例：

class Singleton(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instanc

一、__init__ 方法是什么？

使用Python写过面向对象的代码的同学，可能对 __init__ 方法已经非常熟悉了，__init__ 方法通常用在初始化一个类实例的时候。例如：

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？

__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。

执行结果：

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），

3. 然后利用这个实例来调用类的__init__方法，上一步里面__new__产生的实例也就是 __init__里面的的 self

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。

首先我们来看一下第一个功能，具体我们可以用int来作为一个例子：

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。

但运行后会发现，结果根本不是我们想的那样，我们任然得到了-3。这是因为对于int这种 不可变的对象，我们只有重载它的__new__方法才能起到自定义的作用。

这是修改后的代码：

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。

输出结果：