Python中的对象行为与特殊方法(一)对象的创建与销毁

Python中类调用__new__()类方法来创建实例，调用__init__()方法来初始化对象，对象的销毁则调用__del__()方法。

__new__()方法第一个参数为类cls，通常返回cls的一个实例，然后新实例的__init__()方法将以类似于__init__(self[, ...])的方式被调用，self是创建的新的实例，其它的参数和传递给__new__()的参数一样。

如果__new__()方法不返回cls 的实例，那么__init__()将不会被调用。

对于一个类来说：

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

f = Foo('bar')

当进行f = Foo('bar')的操作时，实际上执行以下步骤来创建和初始化实例：

f = Foo.__new__(Foo, 'bar')
if isinstance(f, Foo):
    Foo.__init__(f, 'bar')

__new__(cls[, ...])

__new__()方法是一个静态类方法，以实例的类为第一个参数。其余的参数是传递给对象构造表达式的参数，与传递给__init__()的相同。

一般通过使用super(currentclass, cls).__new__(cls[, ...])来调用超类的__new__()方法创建类的一个新的实例。

用户自定义对象的时候，很少定义__new__()方法。如果定义的话，一般是在定义元类或者定义一些继承自不可变的内置数据类型(整数、字符串、元组等)的对象的时候。

定义一些不可变数据类型的时候，因为对象是不可变的，那么在__init__()中是无法对对象进行修改的，而__new__()方法是在实例创建之前执行的：

class Upperstr(str):
    def __new__(cls, value=''):
        return str.__new__(cls, value.upper())

上述Upperstr类创造的字符串实例全是大写的：

>>> u = Upperstr('hello world')
>>> u
'HELLO WORLD'

也可以在单例模式中使用__new__()方法创建唯一的实例，放在类变量中，以后每次创建都返回这一个实例：

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

__init__(self[, ...])

__init__()方法用来初始化对象的属性，在实例创建完成时调用。参数为传递给类构造器表达式的那些参数。如果基类具有__init__()方法，那么继承的类的__init__()方法，而且必须显式调用：BaseClass.__init__(self, [args...])。

构造器的一个特殊限制是不可以返回任何值，这样做将导致运行时抛出一个TypeError。

__init__()方法一般含有大量的self.attr = attr的赋值语句：

class Foo(object):
    def __init__(self, name, color, num=1):
        self.name = name
        self.color = color
        self.num = num

f = Foo('bar', 'yellow')

如果不想重复这样的赋值操作，有以下几个办法：

class Foo(object):
    def __init__(self, name, color, num=1):
        print locals()

f = Foo('bar', 'yellow')

__init__()方法的局部命名空间如下：

{'color': 'yellow', 'self': <__main__.Foo object at 0x00000000055C4780>, 'num': 1, 'name': 'bar'}

self变量为创建的实例本身，其余要给实例赋值的变量name，color，num均在其中。而实例属性是存储在实例的__dict__变量中，我们只需要将这些要赋值的变量放入__dict__即可：

class Foo(object):
    def __init__(self, name, color, num=1):
        self.__dict__.update(locals())
        del self.__dict__['self']

>>> f = Foo('bar', 'yellow')
>>> f.name
'bar'
>>> f.color
'yellow'
>>> f.num
1

这样当实例属性很多的时候，就简洁了很多。但当使用特性或者描述符来包装对象的属性时，会产生问题，因为特性或者描述符包装的属性并不保存于__dict__之中，解决方案是使用setattr内置函数：

def attr_from_locals(locals_dict):
    self = locals_dict.pop('self')
    for k,v in locals_dict.items():
        setattr(self, k, v)
        
class Foo(object):
    def __init__(self, name, color, num=1):
        attr_from_locals(locals())

如果__init__()方法中使用了一些不用赋值给实例的本地变量的时候，再使用locals()会包含这些本地变量，我们可以再精准的传递__init__()中的参数。

通过一个函数f的f.__code__属性可以得到函数的字节码对象c，字节码对象的属性c.co_varnames可以得到局部变量名称的元组(函数参数在前，函数内局部变量在后)，c.co_argcount可以得到函数位置参数的数量，利用切片可以去除函数内局部变量：

def attr_from_locals(locals_dict):
    self = locals_dict.pop('self')
    code = self.__init__.__func__.__code__
    args = code.co_varnames[1:code.co_argcount]
    for k in args:
        setattr(self, k, locals_dict[k])
        
class Foo(object):
    def __init__(self, name, color, num=1):
        x = 1
        attr_from_locals(locals())

f = Foo('bar', 'yellow')

可以看到x变量并未赋值给实例：

>>> f.name
'bar'
>>> f.color
'yellow'
>>> f.num
1
>>> f.x

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#87>", line 1, in <module>
    f.x
AttributeError: 'Foo' object has no attribute 'x'

__del__(self)

当实例要被销毁的时候，会调用对象的__del__()方法。注意当使用del a这样的语句时，并不会调用__del__()方法，只是减少一个引用计数，当对象的引用计数减至0时，才会调用__del__()。

__del__()方法也很少有必要定义，定义了此方法的实例，无法被python的循环垃圾收集器收集。

需要执行清除操作时(关闭文件、关闭网络连接等)可以定义，当然更好的办法是定义一个close()方法显式的执行关闭操作。