python类静态变量下的初始继承不变化

问题

  探索python类下的静态变量在继承关系下的变化

实验设计

  定义两个类A和B,A继承了B,在A中定义了一个类的静态变量ui,然后通过改变两个类ui值,观察A.ui和B.ui的变化。

class A:
    ui=1234567
class B(A):
    pass

实验过程

b=B()
print("初始:",A.ui)
print("初始:",B.ui)
print("初始:",b.ui)
print('-----------')
A.ui=1
print("A.ui=1时A.ui:",A.ui)
print("A.ui=1时B.ui:",B.ui)
print("A.ui=1时b.ui:",b.ui)
print('-----------')
A.ui=135
print("A.ui=135时A.ui:",A.ui)
print("A.ui=135时B.ui:",B.ui)
print("A.ui=135时b.ui:",b.ui)
print('-----------')
B.ui=111
print("B.ui=111时A.ui:",A.ui)
print("B.ui=111时B.ui:",B.ui)
print("B.ui=111时b.ui:",b.ui)
print("B.ui=111时A().ui:",A().ui)
print('-----------')
A.ui=12
print("A.ui=12时A.ui:",A.ui)
print("A.ui=12时B.ui:",B.ui)
print("A.ui=12时b.ui:",b.ui)
print("A.ui=12时b.ui:",B().ui)

实验结果

初始: 1234567
初始: 1234567
初始: 1234567
-----------
A.ui=1时A.ui: 1
A.ui=1时B.ui: 1
A.ui=1时b.ui: 1
-----------
A.ui=135时A.ui: 135
A.ui=135时B.ui: 135
A.ui=135时b.ui: 135
-----------
B.ui=111时A.ui: 135
B.ui=111时B.ui: 111
B.ui=111时b.ui: 111
B.ui=111时A().ui: 135
-----------
A.ui=12时A.ui: 12
A.ui=12时B.ui: 111
A.ui=12时b.ui: 111
A.ui=12时b.ui: 111

  我们可以发现当A.ui第一次发生变化时,B也会跟着改变,因此B.ui继承了A.ui;当B.ui变化时,A.ui没有发生变化,说明B.ui发生了改变,A.ui仍保持初心。当A.ui再次发生改变时,发现,B.ui并不会跟着A.ui发生改变。

实验结论

  通过实验可以猜测,类静态变量的值在继承时,子类会将静态变量的值指向基类的静态变量。当子类静态变量第一次发生变化时,对值进行了重定向,以至于不再受A的静态变量的影响(B发生变化时,没有对A造成影响,说明底层是一个左值引用)。因此在使用的过程中,确保静态变量的安全,应当进行重新初始化,或者尽少使用静态变量。当然,也可以借助这个特性。

### Python 静态变量的定义 在Python中,属性可以被视作静态变量[^2]。这些属性属于本身而是特定的对象实例。因此,在整个程序运行期间,所有对象共享同一份数据。 #### 定义方式 要定义一个静态变量(即级别的变量),只需在内部但在任何方法之外声明它即可: ```python class MyClass: class_variable = 0 # 这是一个静态/变量 def __init__(self, instance_value): self.instance_variable = instance_value # 实例变量 ``` 这里`MyClass.class_variable`就是所谓的“静态变量”,而`instance_variable`则是普通的实例成员。 ### 使用场景 当希望某些数据在整个应用程序生命周期内保持一致,并且随各个对象的状态变化时,就可以考虑使用此变量。例如计数器、配置参数等都适合用这种方式存储。 另一个常见的例子是在单件模式(Singleton Pattern)下保存唯一实例引用: ```python class SingletonExample: _singleton_instance = None # 静态变量用于保存唯一的实例 @staticmethod def get_instance(): if not SingletonExample._singleton_instance: SingletonExample._singleton_instance = SingletonExample() return SingletonExample._singleton_instance ``` 此代码片段展示了如何利用静态变量 `_singleton_instance` 来确保 `SingletonExample` 只有一个实例存在。 ### 特性 - **共享性质**: 所有由同一个创建出来的对象都会访问相同的静态变量副本; - **初始化时机**: 当加载含有该定义模块的时候就会自动完成初始化工作; - **内存效率高**: 管有多少个对象实例化出来,静态变量只占用一份空间; - **修改影响广泛**: 对于可变型的静态变量来说,一旦其值发生改变将会反映到每一个依赖它的地方上去。 需要注意的是,尽管上述特性使得静态变量非常有用,但也可能带来意想到的行为特别是涉及到并发编程的情况下。所以在实际开发过程中应当谨慎对待这设计决策。
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