__new__和__init__功能上的区别

摘要

本文讨论了Python中__init__和__new__方法。

__new__和__init__具有不同的功能。并且对于Python的新类和旧类而言功能也不同。

__new__和__init__功能上的区别

__new__和__init__的主要区别在于：__new__是用来创造一个类的实例的（constructor），而__init__是用来初始化一个实例的（initializer）。

Python的新类和旧类

Python中的类分为新类和旧类。旧类是Python3之前的类，旧类并不是默认继承object类，而是继承type类。

Python2中的旧类如下面代码所示：

class oldStyleClass: # inherits from 'type'
    pass

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Python2中定义一个新类：

class newStyleClass(object): # explicitly inherits from 'object'
    pass

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在Python3中所有的类均默认继承object，所以并不需要显式地指定object为基类。

以object为基类可以使得所定义的类具有新类所对应的方法（methods）和属性（properties）。

在下面的文章中我们会分别基于新类和旧类探讨__new__和__init__。

__new__和__init__参数的不同

__new__所接收的第一个参数是cls，而__init__所接收的第一个参数是self。这是因为当我们调用__new__的时候，该类的实例还并不存在（也就是self所引用的对象还不存在），所以需要接收一个类作为参数，从而产生一个实例。而当我们调用__init__的时候，实例已经存在，因此__init__接受self作为第一个参数并对该实例进行必要的初始化操作。这也意味着__init__是在__new__之后被调用的。

Python旧类中的__new__和__init__

Python的旧类中实际上并没有__new__方法。因为旧类中的__init__实际上起构造器的作用。所以如果我们定义如下旧类：

class oldStyleClass:
    def __new__(cls):
        print("__new__ is called") # this line will never get called during construction

oldStyleClass()

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程序输出结果如下：

<__main__.oldStyleClass instance at 0x109c45518>

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可见创建及初始化对象的过程并没有调用__new__。实际上，除非显式调用：oldStyleClass.__new__(oldStyleClass)，该类中的__new__方法中的内容永远不会被调用。因为旧类构造实例并不会调用__new__方法。

但如果我们重载__init__方法：

class oldStyleClass:
    def __init__(self):
        print("__init__ is called")

oldStyleClass()

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该程序将会输出

__init__ is called
<__main__.oldStyleClass instance at 0x1091992d8>

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如果我们在__init__中加上return语句，将会导致TypeError: __init__() should return None的错误。

class oldStyleClass:
    def __init__(self):
        return 29

oldStyleClass()

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程序结果如下：

TypeError: __init__() should return None

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这意味着对于Python的旧类而言，我们无法控制__init__函数的返回值。

Python新类中的__new__和__init__

Python的新类允许用户重载__new__和__init__方法，且这两个方法具有不同的作用。__new__作为构造器，起创建一个类实例的作用。而__init__作为初始化器，起初始化一个已被创建的实例的作用。

如下面代码是所示：

class newStyleClass(object): 
    # In Python2, we need to specify the object as the base.
    # In Python3 it's default.

    def __new__(cls):
        print("__new__ is called")
        return super(newStyleClass, cls).__new__(cls)

    def __init__(self):
        print("__init__ is called")
        print("self is: ", self)

newStyleClass()

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结果如下：

__new__ is called
__init__ is called
self is: <__main__.newStyleClass at 0x109290890>
<__main__.newStyleClass at 0x109290890>

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创建类实例并初始化的过程中__new__和__init__被调用的顺序也能从上面代码的输出结果中看出：__new__函数首先被调用，构造了一个newStyleClass的实例，接着__init__函数在__new__函数返回一个实例的时候被调用，并且这个实例作为self参数被传入了__init__函数。

这里需要注意的是，如果__new__函数返回一个已经存在的实例（不论是哪个类的），__init__不会被调用。如下面代码所示：

obj = 12 
# obj can be an object from any class, even object.__new__(object)

class returnExistedObj(object):
    def __new__(cls):
        print("__new__ is called")
        return obj

    def __init(self):
        print("__init__ is called")

returnExistedObj()

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执行结果如下：

__new__ is called
12

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同时另一个需要注意的点是：

如果我们在__new__函数中不返回任何对象，则__init__函数也不会被调用。

如下面代码所示：

class notReturnObj(object):
    def __new__(cls):
        print("__new__ is called")

    def __init__(self):
        print("__init__ is called")

print(notReturnObj())

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执行结果如下：

__new__ is called
None

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可见如果__new__函数不返回对象的话，不会有任何对象被创建，__init__函数也不会被调用来初始化对象。

总结几个点

1. __init__不能有返回值

2. __new__函数直接上可以返回别的类的实例。如上面例子中的returnExistedObj类的__new__函数返回了一个int值。

3. 只有在__new__返回一个新创建属于该类的实例时当前类的__init__才会被调用。

   如下面例子所示：

   class sample(object):
       def __str__(self):
           print("sample")
   
   class example(object):
       def __new__(cls):
           print("__new__ is called")
           return sample()
   
       def __init__(self):
           print("__init__ is called")
   
   example()

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   输出结果为：

   __new__ is called
   sample