31.Python面向对象str和repr原理魔法方法__call__和__new__方法单例模式

Posted 2022-08-10 孤寒者

目录：

• 每篇前言：
• Python面向对象（四）
• • 1.1 str和repr原理
  • 1.2 魔术方法`__call__`方法
  • 1.3 魔法方法`__new__方法`
  • 1.4 单例模式

每篇前言：

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Python面向对象（四）

1.1 str和repr原理

不知道大家学到现在有没有注意到一个问题：

• 在交互模式下输出的交互信息与直接print的信息有些不同
  这背后的原理是什么嘞？

其实这就涉及到了str和repr原理（有跟着我的Django专栏学习的童鞋可能发现在django中创建模型时用过这玩意，但是大家只是知道要那样用，会有那样的效果，而没有深究，所以这里就来好好探讨探讨！）。

1. return返回的必须是字符串。
2. print打印实例对象的时候（没有重写__repr__方法，直接是pass）显示的是 地址；
3. 如果重写了__repr__方法，那么打印的就是__repr__方法里面的东西；
4. 如果同时重写了__repr__和__str__方法，打印实例对象的时候，只会显示__str__里面的内容。
   例一：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
__author__ = 孤寒者
"""
class Person:

    def __repr__(self):
        return '这是一个repr方法'

    def __str__(self):
        return '这是一个str方法'


p = Person()
print(p)

• %s 使用的是__str__方法； %r 使用的是__repr__方法。

例二：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
__author__ = 孤寒者
"""
class Person:

    def __repr__(self):
        return '这是一个repr方法'

    def __str__(self):
        return '这是一个str方法'


p = Person()
print('  %s' % p)
# 输出为：这是一个str方法
print('  %r' % p)
# 输出为：这是一个repr方法

在python中，str和repr方法在处理对象的时候，分别调用的是对象的__str__和__repr__方法；
print打印对象，调用str函数，如果对象没有定义__str__方法，则调用__repr__方法处理；
在交互模式下，直接输出对象，显示 __repr__ 的返回值。

1.2 魔术方法__call__方法

正常情况下，实例是不能像函数一样被调用的，要想实例能够被调用，就需要定义 __call__ 方法

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
__author__ = 孤寒者
"""
class Person:

    def a(self):
        print('this is a ')

    # 实例对象加上括号就会自动调用call方法
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('this is call')


p = Person()
p()  # 输出为： this is call

• 拓展：
  类中的一些查询相关信息的方法(了解既可，而且我其实大都在前面讲过了，再讲一遍加深印象~)

1. __class__ 查看类名

   格式： 实例.__class__

2. __dict__ 查看全部属性，返回属性和属性值键值对形式

   格式：实例.__dict__

3. __doc__ 查看对象文档，即类中(用三个引号引起来的部分)

   格式：类名.__dict__

4. __bases__ 查看父类

   格式：类名.__base__

5. __mro__ 查看多继承的情况下，子类调用父类方法时，搜索顺序

   格式：子类名.__mro__
   实例.__class__.__mro__

下来再来深入看一个魔法方法：

1.3 魔法方法__new__方法

类每次实例化的时候都会创建一个新的对象，如果要求类只能被实例化一次该怎么做呢？

• __new__方法

举个例子：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
__author__ = 孤寒者
"""
class Person:

    #初始化
    def __init__(self):
        print('this is init')

    def __new__(cls, *args , **kwargs):
        print('这new方法在init之前就进行了调用')
        #重写new方法
        #new方法是最先被调用的
        #new 必须返回父类的new方法,程序才能继续往下运行，如果不返回，即没有下面这行程序就不会往下运行。
        return super().__new__(cls)

guhanzhe= Person()

四个点理解__new__方法：

1. __new__方法是在类创建实例的时候自动调用的。
2. 实例是通过类里面的__new__方法是在 类 创建出来的。
3. 先调用__new__方法创建实例，再调用 __init__方法初始化实例。
4. __new__方法，后面括号里的cls代表的是类本身

在上面的例子中，我们可以看到创建实例的时候，自动调用了__new__方法和__init__方法，并且
是先调用的__new__(__new__方法会在内存当中开辟一个空间）再调用的__init__方法，打印 cls 的时候显示的这个Person类

下一个知识点引入：
new方法会开辟空间
每次实例化，这个new方法都会开辟一个新的空间
那就有个问题——可不可以让这new方法只开辟一个空间？

• 这就涉及到了伟大的单例模式！

1.4 单例模式

提前引入一些小知识点（前面也讲过了，怕大家忘了，再来温习一遍）：
hasattr() #has attribute
hasattr() 函数用于判断对象是否包含对应的属性
hasattr(object(对象),name(“字符串，属性名”))
返回True(有)；False（没有）

直接结合范式代码讲解：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
__author__ = 孤寒者
"""
class Person:
    #范式：固定的公式；固定的写法
    def __new__(cls,*args,**kwargs):
        #hasattr 判断类里面有没有这个方法
        #如果类没有instance这个属性
        if not hasattr(cls,'instance'):    #cls就是Person这个类本身
            #没有instance这个属性就会执行下面这句
            #创建instance这个属性，等于父类的new方法
            #new返回父类的new方法，和返回instance都可以
            cls.instance = super().__new__(cls)           #上面说如果类没有instance这个属性就执行这句，把父类的new方法添加为类本身的属性
                                                          #在下一句再return这个类本身的这个instance属性，这样在第二次实例化的时候，return
            											  #的仍然是第一次实例化的cls.instance，就没有返回父类的new方法，也就没有创建新的内存
            											  #空间，而是仍然指向第一次创建的内存空间
        return cls.instance        #如果把返回的改为 super().__new__(cls)，直接返回父类的new方法，这就不是单例模式，因为每次实例化都会返回父类
                                   #的new方法，即创建一个新的内存空间。
    def __init__(self,name):
        self.name = name

a = Person('孤寒者')
b = Person('新的孤寒者')
print(id(a))
print(id(b))

会发现两次的id都一样了，即两次指向同一片内存空间，相当于a被b覆盖了。
意味着这两个其实引用的是同一个实例，是一个实例的不同名字