类变量和实例变量的区别

Question

我已经在Stack Exchange上阅读了许多答案，例如Python - why use "self" in a class?。阅读这些答案后，我明白实例变量是唯一的，每个类的实例都有自己的实例变量，而类变量则在所有实例之间共享。

在尝试中，我发现以下代码输出[1]:

class A:
    x = []
    def add(self):
        self.x.append(1)

x = A()
y = A()
x.add()

print "Y's x: ", y.x

然而，这段代码会输出10，但我认为应该输出11:

class A:
    x = 10
    def add(self):
        self.x += 1

x = A()
y = A()
x.add()

print "Y's x: ", y.x

为什么当我运行 x.add() 时，A 类变量没有被更新？由于我在编程方面经验不足，请多多包涵。

- MayankJain

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谢谢 @mbatchkarov，我不知道我怎么会忽略了那个 :) - MayankJain

Answer 1

类变量被实例属性“遮蔽”。这意味着在查找属性时，Python 首先查找实例，然后查找类。此外，在对象（例如 self）上设置变量始终会创建实例变量 - 它永远不会更改类变量。

这意味着当您在第二个示例中执行以下操作时：

self.x += 1

在这种情况下（详见脚注），它等同于：

self.x = self.x + 1

Python的作用是：

1. 查找self.x。此时，self没有实例属性x，因此找到类属性A.x，其值为10。
2. 评估RHS，得出结果11。
3. 将此结果分配给self的新实例属性x。

因此，在下面查找x.x时，您会获得在add()中创建的新实例属性。查找y.x时，仍然会获得类属性。要更改类属性，必须明确使用A.x += 1 - 查找仅在读取属性值时发生。

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你的第一个例子是一个经典的陷阱，也是你不应该将类属性用作实例属性的“默认”值的原因。当你调用：

self.x.append(1)

这里没有对 self.x 进行赋值。（改变可变对象的内容，比如 list，不同于赋值。）因此，不会添加新的实例属性到 x 上来遮盖它，并且之后查找 x.x 和 y.x 会得到相同的类属性列表。

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注意: 在Python中，x += y并不总是等同于x = x + y。Python允许你分别覆盖类型的原地运算符和普通运算符。这在大多数情况下对于可变对象是有意义的，其中就地版本将直接更改内容而无需重新分配表达式的左侧。然而，不可变对象（例如第二个示例中的数字）不会覆盖就地运算符。在这种情况下，该语句会被解释为常规加法和重新赋值，从而解释了您看到的行为。

（我从此SO答案中摘取了以上内容，请参阅那里以获取更多详细信息。）

- millimoose

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实际上，“x += ...”并不总是等同于“x = x + ...”。如果您将代码更改为使用列表类变量的“self.x += [1]”而不是“self.x.append(1)”，则可以观察到这一点。 - user395760

жҲ‘жғіиҙЁз–‘ x+=y йҖҡеёёзӯүеҗҢдәҺ x=x+yпјҢеӣ дёә __iadd__ е’Ң __add__ жҳҜдёҚеҗҢзҡ„гҖӮ - DSM

@DSM 嗯。对于这个例子来说似乎可以工作，我会查看文档，看看能否不使用那种模糊的措辞来表达它。编辑：完成。 - millimoose

你是什么意思，你不应该将类属性用作实例属性的“默认”值？ - MayankJain

@Mayank 这是一种有点不可靠的模式，您可以使用它们来“初始化”实例属性，而不是将该代码放入 __init__() 中。对于不可变值，它可以工作，但如果您在实例之间共享可变值，则会出现问题。这基本上就是您在第二个示例中所做的，如果您打算将类变量 x 真正用作初始化 self.x 的方式。 - millimoose

非常感谢您提供详细的答案！ - MayankJain