《流畅的Python》第一个例子中的陷阱

最新推荐文章于 2024-03-25 14:38:30 发布

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《流畅的Python》书中首个例子中，作者使用了类变量和实例变量的方式，可能导致混淆。当在方法中引用未定义的实例变量时，Python会查找并使用同名类变量。为保持语义清晰，应明确使用类变量。通过在__init__()方法中输出self.suits和self.ranks的id值，可以验证它们是类变量，所有对象共享。如果将suits和ranks改为实例变量，每个对象将拥有独立的内存空间。当类和实例变量同名时，实例变量会屏蔽类变量，要引用类变量需通过类名前缀。

《流畅的Python》是一本不可多得的好书，然而不知是有意或出于无意，作者在书中留下了一些陷阱，让我们从全书的第一个例子说起。

下面是本书第一个例子的源码：

import collections
Card=collections.namedtuple('Card',['rank','suit'])

class FrenchDeck:
    ranks=[str(n) for n in range(2,11)] + list('JQKA')  #1
    suits='spades diamonds clubs hearts'.split()   #2

    def __init__(self):
        self._cards=[Card(rank,suit) for suit in self.suits
                     for rank in self.ranks]    #3

    def __len__(self):
        return len(self._cards)

    def __getitem__(self,position):
        return self._cards[position]

整个例子短小紧凑，但是仔细端详，会发现#1和#2两句声明的是两个类变量，而#3句却是用实例变量的方式来引用之。

从Python默认的行为看，这种情况是允许的。就是说，如果在方法中引用了某个没有定义的实例变量，那么会去查找同名的类变量，如果找到，则会获取同名类变量的值，否则引发异常。不信，你把ranks和suits两个类变量删掉试试，再次创建FrenchDeck类的对象，Python马上给你脸色看。

所以为了保持语义上的一致，#3一句如下书写更为清晰准确：

 self._cards=[Card(rank,suit) for suit in FrenchDeck.suits
                     for rank in FrenchDeck.ranks]  #3

但是，这个问题还没有结束，我们接着往下看。

回到原程序，如何确认__init__()方法中引用的是类变量呢？

方法很简单，我们在__init__()函数中的#3句之后加上一句代码，使得现在的__init__()函数看起来是这样的：

 def __init__(self):
        self._cards=[Card(rank,suit) for suit in self.suits
                     for rank in self.ranks]    #3
        print(id(self.suits))

按F5，在打开的python shell中，我们创建两个FrenchDeck类的变量：

>>>deck1=FrenchDeck()
>>>deck2=FrenchDeck()

因为我们在__init__()函数中，添加了输出self.suits的id值，所以创建FrenchDeck类的对象时就会打印这个值，结果deck1和deck2对象打印出的值相等。这就对了，类变量只创建一次，并且在所有对象中共享。

同样，可以确认ranks变量也是类变量。

还有疑问，对吗？好的，程序员就是要有探究到底的精神，我们再来做一个实验，把源代码改为如下：

import collections
Card=collections.namedtuple('Card',['rank','suit'])

class FrenchDeck:
    def __init__(self):
        self.ranks=[str(n) for n in range(2,11)] + list('JQKA')  #1
        self.suits='spades diamonds clubs hearts'.split()   #2
        self._cards=[Card(rank,suit) for suit in self.suits
                     for rank in self.ranks]    #3
        print(id(self.suits))
         
    def __len__(self):
        return len(self._cards)

    def __getitem__(self,position):
        return self._cards[position]

#1和#2两句彻底把suits和ranks声明为实例变量，我们再创建FrenchDeck类的两个对象，来检查suits的id值，这次发现两个对象中的suits的id值不一样了。因为每个对象都为各自的实列变量开辟内存空间。同样也可以通过检查ranks的id值来确认这一点。

最后一个问题，如果在一个类的定义中，出现同名的类变量和实列变量，那情况又会如何呢？

做个试验就可以搞定这个问题，我们把源码改为如下：

import collections
Card=collections.namedtuple('Card',['rank','suit'])

class FrenchDeck:
    ranks=[str(n) for n in range(2,11)] + list('JQKA')     
    suits='spades diamonds clubs hearts'.split()   

    def __init__(self):
        self.ranks=[str(n) for n in range(10)]
        self.suits=[str(n*2) for n in range(10)]
        
        self._cards=[Card(rank,suit) for suit in self.suits
                     for rank in self.ranks]
        print(self.suits)
        
    def __len__(self):
        return len(self._cards)

    def __getitem__(self,position):
        return self._cards[position]

F5运行后，创建FrenchDeck类的实列，这时候输出的是：

['0', '2', '4', '6', '8', '10', '12', '14', '16', '18']

原来，实列变量可以屏蔽同名的类变量，那么此时我们需要引用类变量怎么办呢？简单，直接在类变量前冠以类名即可。