面试题：Python类魔法方法之__init__与__new__

Question

请解释Python类中__init__和__new__魔法方法的区别与联系，并举例说明在什么场景下会重写__new__方法。

Answer 1

区别

1. 调用时机：
   • __new__是在实例创建之前被调用，它的任务是创建并返回一个实例对象。
   • __init__是在实例创建之后被调用，用于对新创建的实例进行初始化操作。
2. 参数：
   • __new__第一个参数是类本身（通常命名为cls），后续参数是传递给类构造函数的参数。
   • __init__第一个参数是实例对象本身（通常命名为self），后续参数同样是传递给类构造函数的参数。
3. 返回值：
   • __new__必须返回一个实例对象（通常是通过调用super().__new__(cls)得到），如果不返回实例对象，__init__不会被调用。
   • __init__不需要返回值（实际上默认返回None）。

联系

__new__创建实例对象后，会将该对象作为self参数传递给__init__方法，以便进行初始化操作。

重写__new__方法的场景举例

1. 实现单例模式：

class Singleton:
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance
    def __init__(self):
        pass


a = Singleton()
b = Singleton()
print(a is b)  

在这个例子中，通过重写__new__方法，确保无论创建多少次实例，都返回同一个实例对象，实现了单例模式。因为__new__方法只在第一次创建实例时真正创建对象，后续创建时直接返回已有的实例。 2. 创建不可变实例：

class ImmutableClass:
    def __new__(cls, value):
        instance = super().__new__(cls)
        instance.value = value
        return instance
    def __init__(self, value):
        pass
    def __setattr__(self, name, value):
        raise AttributeError("This instance is immutable")


obj = ImmutableClass(10)
try:
    obj.value = 20
except AttributeError as e:
    print(e)  

这里重写__new__方法在创建实例时就设置好属性值，同时通过重写__setattr__方法禁止对实例属性的修改，达到实例不可变的目的。