Python编程进阶：__init__和__new__到底有什么区别？

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大家好，在Python的面向对象编程中，我们常常会遇到两个非常重要的魔法方法：__init__ 和 __new__。这两个方法虽然名字相似，但它们的功能却截然不同。

区别

1. `init` 方法

__init__ 是一个对象初始化方法，当我们创建一个类的实例时，这个方法会被自动调用。它的主要作用是对实例进行初始化，比如为实例属性赋值。需要注意的是，__init__ 方法并不是真正创建实例的方法，它只是对已经创建好的实例进行一些初始化操作。

class Animal:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

# 创建实例
dog = Animal("Buddy", 5)
print(dog.name)  # 输出: Buddy
print(dog.age)   # 输出: 5

在这个例子中，__init__ 方法为 Animal 类的实例 dog 设置了 name 和 age 属性。

2. `new` 方法

__new__ 是一个静态方法，它是真正创建实例的方法。__new__ 在实例创建之前被调用，负责返回一个实例对象。只有当 __new__ 方法返回一个实例对象时，__init__ 方法才会被调用。因此，如果我们需要控制实例的创建过程，可以重写 __new__ 方法。

class Animal:
    def __new__(cls, name, age):
        instance = super(Animal, cls).__new__(cls)
        return instance
    
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

# 创建实例
dog = Animal("Buddy", 5)
print(dog.name)  # 输出: Buddy
print(dog.age)   # 输出: 5

在这个例子中，__new__ 方法创建了一个新的实例对象并返回，随后 __init__ 方法对这个实例进行初始化。

`new` 和 `init` 的关系

__new__ 是负责创建实例的，返回一个实例对象。
__init__ 是负责初始化实例的，对创建好的实例进行属性设置。

可以这样理解：__new__ 是“制造工厂”，__init__ 是“装修工人”。

实际案例

1. 创建不可变对象

不可变对象在创建后其状态不能被修改。比如 Python 中的 int、str 等类型。我们可以通过重写 __new__ 方法来创建类似的不可变对象。

class ImmutablePoint:
    def __new__(cls, x, y):
        instance = super(ImmutablePoint, cls).__new__(cls)
        instance._x = x
        instance._y = y
        return instance
    
    @property
    def x(self):
        return self._x
    
    @property
    def y(self):
        return self._y

point = ImmutablePoint(1, 2)
print(point.x)  # 输出: 1
print(point.y)  # 输出: 2

# 尝试修改属性
# point.x = 3  # 这行代码会报错

在这个例子中，ImmutablePoint 类通过重写 __new__ 方法和使用只读属性，创建了一个不可变的点对象。

2. 单例模式

单例模式保证一个类只有一个实例。我们可以通过重写 __new__ 方法来实现单例模式。

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

singleton1 = Singleton(1)
singleton2 = Singleton(2)

print(singleton1.value)  # 输出: 2
print(singleton2.value)  # 输出: 2
print(singleton1 is singleton2)  # 输出: True

在这个例子中，无论创建多少次 Singleton 类的实例，返回的都是同一个对象。