脚本语言的面向对象（一）类与类实例的关系

脚本语言诸如python，lua的面向对象与静态语言诸如C++的面向对象本质上有很大的区别。

拿python和C++举例，C++中定义了一个类class，例如：

class Obj
public:
    int data;
    void mem_func(){};

这里只是声明了一个类的，定义了类的属性和函数。在创建类的对象之前，也就是调用o = Obj()实例化一个对象之前，进程的内存中没有一个显式的变量来保存类的信息的。类的信息转化成代码段或数据段（有静态变量的情况下）写入了可执行文件中，然后被进程加载映射。等到实例化对象的时候才开始为对象实例分配应有的内存。

python定义一个类，例如：

class Obj:
    data = 'data'
    def cls_fun():
        pass
    def mem_fun(self):
        pass

实际上这段代码被加载时，就在内存里产生了一个对象，这个对象包含了Obj类的信息。也就是内存里有实实在在的对象指向Obj的，这一点与C++是完全不一样的。这里可以看作是在lua中定义了一个table，talbe中有属性字段和函数字段。

那么python类的实例与python类又是什么关系，产生的过程是怎么样的呢？

在我看来他们不是包含关系，也不是子类的关系，用lua的元表可以很好的解释。如果您不懂lua的元表，我可以再解释一遍。

我用粗糙一点的词语来概括，他们是索引关系。这个怎么讲？例如用o = Obj()生成了一个o对象实例，o和Obj在内存中是两个不同的对象，但是o可以索引到Obj对象（类对象，不是实例对象）。为了讲清楚这个概念，我引出另一个概念：作用域。每个对象有各自的作用域，Obj和o的作用域是不同的。Obj的作用域里面有data,cls_fun，mem_fun等字段，o刚开始的时候什么也没有。但是o作为Obj的实例，o是可以访问到Obj的作用域的，这也是类实例的特权之一。我们都知道，类实例既可以访问类实例变量，也可以访问类变量。例如o.data，其实是o先在他自己的作用域中查找，然后再在Obj的作用域查找。明白了这一点，你也能理解为什么类实例变量会隐藏类同名变量了。我想python内部也是这么实现，反正在我写lua语言解释器的时候是这么设计的。

按照这个思路，Obj的方法也只是在Obj的作用域中定义，而没有在o的作用域中定义。o能够调用到Obj的方法，例如o.mem_fun()，是因为先在o的作用域中查找，找不到mem_fun这个字段，然后才在Obj中查找的。方法调用的模式，也是要先转化的，o.mem_fun()其实是转化为了mem_fun(o)。这就是为什么类实例不能调用类方法的原因，例如o.cls_fun()要转化为cls_fun(o)，但是cls_fun()是不需要参数，会报错的。

这样看来，其实也没有类方法和类实例方法之分，本质上都是类作用域的一个函数而已。调用类方法时，之所以要用Obj.cls_fun()，是因为要限定Obj这个作用域，因为其他类也可以有这个类方法名。然后类实例调用实例方法时，可以看作是这样的：Obj.mem_fun(o)，Obj是他的作用域，o是函数的参数。搞清楚本质之后，理解类方法和类实例方法就非常简单了。记住，类和实例本身不拥有方法，只是方法在类的作用域而已，这点倒与C++的类静态函数和类成员函数的含义一致。

希望通过这篇，您能理解python中类与类实例的关系，这点是非常重要的，后面的继承，多重继承，多态，元类都是基于这个关系的。