Python 中類的構(gòu)造方法 __New__的妙用
發(fā)布日期：2021-12-22 22:18 | 文章來源：站長之家
1、概述
python 的類中，所有以雙下劃線__包起來的方法，叫魔術(shù)方法，魔術(shù)方法在類或?qū)ο蟮哪承┦录l(fā)出后可以自動執(zhí)行，讓類具有神奇的魔力，比如常見的構(gòu)造方法__new__ 、初始化方法__init__ 、析構(gòu)方法__del__ ，今天來聊一聊__new__的妙用，主要分享以下幾點：
- __new__ 和 __init__ 的區(qū)別
- 應(yīng)用1：改變內(nèi)置的不可變類型
- 應(yīng)用2：實現(xiàn)一個單例
- 應(yīng)用3：客戶端緩存
- 應(yīng)用4：不同文件不同的解密方法
- 應(yīng)用5：Metaclasses
2、__new__ 和 __init__ 的區(qū)別
- 調(diào)用時機不同：
new是真正創(chuàng)建實例的方法，init用于實例的初始化，new先于init運行。 - 返回值不同，
new返回一個類的實例，而init不返回任何信息。 new是class的方法，而init是對象的方法。
示例代碼：
class A:
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print("new", cls, args, kwargs)
return super().__new__(cls)
def __init__(self, *args, **kwargs):
print("init", self, args, kwargs)
def how_object_construction_works():
x = A(1, 2, 3, x=4)
print(x)
print("===================")
x = A.__new__(A, 1, 2, 3, x=4)
if isinstance(x, A):
type(x).__init__(x, 1, 2, 3, x=4)
print(x)
if __name__ == "__main__":
how_object_construction_works()
上述代碼定義了一個類 A，在調(diào)用 A(1, 2, 3, x=4) 時先執(zhí)行 new，再執(zhí)行 init，等價于：
x = A.__new__(A, 1, 2, 3, x=4) if isinstance(x, A): type(x).__init__(x, 1, 2, 3, x=4)
代碼的運行結(jié)果如下：
new <class '__main__.A'> (1, 2, 3) {'x': 4}
init <__main__.A object at 0x7fccaec97610> (1, 2, 3) {'x': 4}
<__main__.A object at 0x7fccaec97610>
===================
new <class '__main__.A'> (1, 2, 3) {'x': 4}
init <__main__.A object at 0x7fccaec97310> (1, 2, 3) {'x': 4}
<__main__.A object at 0x7fccaec97310>
new 的主要作用就是讓程序員可以自定義類的創(chuàng)建行為，以下是其主要應(yīng)用場景：
3、應(yīng)用1：改變內(nèi)置的不可變類型
我們知道，元組是不可變類型，但是我們繼承 tuple ，然后可以在 new 中，對其元組的元素進行修改，因為 new 返回之前，元組還不是元組，這在 init 函數(shù)中是無法實現(xiàn)的。比如說，實現(xiàn)一個大寫的元組，代碼如下：
class UppercaseTuple(tuple):
def __new__(cls, iterable):
upper_iterable = (s.upper() for s in iterable)
return super().__new__(cls, upper_iterable)
# 以下代碼會報錯，初始化時是無法修改的
# def __init__(self, iterable):
# print(f'init {iterable}')
# for i, arg in enumerate(iterable):
#self[i] = arg.upper()
if __name__ == '__main__':
print("UPPERCASE TUPLE EXAMPLE")
print(UppercaseTuple(["hello", "world"]))
# UPPERCASE TUPLE EXAMPLE
# ('HELLO', 'WORLD')
4、應(yīng)用2：實現(xiàn)一個單例
class Singleton:
_instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if cls._instance is None:
cls._instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
return cls._instance
if __name__ == "__main__":
print("SINGLETON EXAMPLE")
x = Singleton()
y = Singleton()
print(f"{x is y=}")
# SINGLETON EXAMPLE
# x is y=True
5、應(yīng)用3：客戶端緩存
當(dāng)客戶端的創(chuàng)建成本比較高時，比如讀取文件或者數(shù)據(jù)庫，可以采用以下方法，同一個客戶端屬于同一個實例，節(jié)省創(chuàng)建對象的成本，這本質(zhì)就是多例模式。
class Client:
_loaded = {}
_db_file = "file.db"
def __new__(cls, client_id):
if (client := cls._loaded.get(client_id)) is not None:
print(f"returning existing client {client_id} from cache")
return client
client = super().__new__(cls)
cls._loaded[client_id] = client
client._init_from_file(client_id, cls._db_file)
return client
def _init_from_file(self, client_id, file):
# lookup client in file and read properties
print(f"reading client {client_id} data from file, db, etc.")
name = ...
email = ...
self.name = name
self.email = email
self.id = client_id
if __name__ == '__main__':
print("CLIENT CACHE EXAMPLE")
x = Client(0)
y = Client(0)
print(f"{x is y=}")
z = Client(1)
# CLIENT CACHE EXAMPLE
# reading client 0 data from file, db, etc.
# returning existing client 0 from cache
# x is y=True
# reading client 1 data from file, db, etc.
6、應(yīng)用4：不同文件不同的解密方法
先在腳本所在目錄創(chuàng)建三個文件：plaintext_hello.txt、rot13_hello.txt、otp_hello.txt，程序會根據(jù)不同的文件選擇不同的解密算法
import codecs
import itertools
class EncryptedFile:
_registry = {} # 'rot13' -> ROT13Text
def __init_subclass__(cls, prefix, **kwargs):
super().__init_subclass__(**kwargs)
cls._registry[prefix] = cls
def __new__(cls, path: str, key=None):
prefix, sep, suffix = path.partition(":///")
if sep:
file = suffix
else:
file = prefix
prefix = "file"
subclass = cls._registry[prefix]
obj = object.__new__(subclass)
obj.file = file
obj.key = key
return obj
def read(self) -> str:
raise NotImplementedError
class Plaintext(EncryptedFile, prefix="file"):
def read(self):
with open(self.file, "r") as f:
return f.read()
class ROT13Text(EncryptedFile, prefix="rot13"):
def read(self):
with open(self.file, "r") as f:
text = f.read()
return codecs.decode(text, "rot_13")
class OneTimePadXorText(EncryptedFile, prefix="otp"):
def __init__(self, path, key):
if isinstance(self.key, str):
self.key = self.key.encode()
def xor_bytes_with_key(self, b: bytes) -> bytes:
return bytes(b1 ^ b2 for b1, b2 in zip(b, itertools.cycle(self.key)))
def read(self):
with open(self.file, "rb") as f:
btext = f.read()
text = self.xor_bytes_with_key(btext).decode()
return text
if __name__ == "__main__":
print("ENCRYPTED FILE EXAMPLE")
print(EncryptedFile("plaintext_hello.txt").read())
print(EncryptedFile("rot13:///rot13_hello.txt").read())
print(EncryptedFile("otp:///otp_hello.txt", key="1234").read())
# ENCRYPTED FILE EXAMPLE
# plaintext_hello.txt
# ebg13_uryyb.gkg
# ^FCkYW_X^GLE
到此這篇關(guān)于Python 中類的構(gòu)造方法 New的妙用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python 中類的構(gòu)造方法 New內(nèi)容請搜索本站以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持本站！
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