В чем разница между атрибутами класса и экземпляра?

Есть ли какое-либо осмысленное различие между:

class A(object):
    foo = 5   # some default value

против.

class B(object):
    def __init__(self, foo=5):
        self.foo = foo

Если вы создаете множество экземпляров, есть ли разница в производительности или пространстве для двух стилей? Когда вы читаете код, считаете ли вы, что смысл двух стилей существенно отличается?

Ответы

Ответ 1

Помимо соображений производительности, существует значительная смысловая разница. В случае атрибута класса имеется только один объект. В экземпляре-attribute-set-at-instantiation может быть указано несколько объектов. Например,

>>> class A: foo = []
>>> a, b = A(), A()
>>> a.foo.append(5)
>>> b.foo
[5]
>>> class A:
...  def __init__(self): self.foo = []
>>> a, b = A(), A()
>>> a.foo.append(5)
>>> b.foo    
[]

Ответ 2

Разница в том, что атрибут класса разделяется всеми экземплярами. Атрибут экземпляра уникален для этого экземпляра.

Если из С++ атрибуты класса больше похожи на статические переменные-члены.

Ответ 3

Вот очень хорошее сообщение и суммируйте его, как показано ниже.

class Bar(object):
    ## No need for dot syntax
    class_var = 1

    def __init__(self, i_var):
        self.i_var = i_var

## Need dot syntax as we've left scope of class namespace
Bar.class_var
## 1
foo = MyClass(2)

## Finds i_var in foo instance namespace
foo.i_var
## 2

## Doesn't find class_var in instance namespace…
## So look in class namespace (Bar.__dict__)
foo.class_var
## 1

И в визуальной форме

введите описание изображения здесь

Назначение атрибута класса

  • Если атрибут класса задается путем доступа к классу, он переопределяет значение для всех экземпляров

    foo = Bar(2)
foo.class_var
## 1
Bar.class_var = 2
foo.class_var
## 2

  • Если переменная класса задается путем обращения к экземпляру, она переопределяет значение только для этого экземпляра. Это по существу переопределяет переменную класса и превращает ее в переменную экземпляра, доступную, интуитивно, только для этого экземпляра.

    foo = Bar(2)
foo.class_var
## 1
foo.class_var = 2
foo.class_var
## 2
Bar.class_var
## 1

Когда вы используете атрибут класса?

  • Сохраняющие константы. Поскольку атрибуты класса могут быть доступны как атрибуты самого класса, его часто приятно использовать для хранения кластерных констант класса

    class Circle(object):
     pi = 3.14159

     def __init__(self, radius):
          self.radius = radius   
    def area(self):
         return Circle.pi * self.radius * self.radius

Circle.pi
## 3.14159
c = Circle(10)
c.pi
## 3.14159
c.area()
## 314.159

  • Определение значений по умолчанию. В качестве тривиального примера мы могли бы создать ограниченный список (т.е. Список, который может содержать только определенное количество элементов или меньше), и выбрать, чтобы по умолчанию было 10 элементов

    class MyClass(object):
    limit = 10

    def __init__(self):
        self.data = []
    def item(self, i):
        return self.data[i]

    def add(self, e):
        if len(self.data) >= self.limit:
            raise Exception("Too many elements")
        self.data.append(e)

 MyClass.limit
 ## 10

Ответ 4

Поскольку люди в комментариях здесь и в двух других вопросах, отмеченных как дубликаты, похоже, смущены об этом таким же образом, я думаю, что стоит добавить дополнительный ответ поверх Алекс Ковентри.

Тот факт, что Alex присваивает значение изменяемого типа, например список, не имеет никакого отношения к тому, являются ли вещи общими или нет. Мы можем видеть это с помощью функции id или оператора is:

>>> class A: foo = object()
>>> a, b = A(), A()
>>> a.foo is b.foo
True
>>> class A:
...     def __init__(self): self.foo = object()
>>> a, b = A(), A()
>>> a.foo is b.foo
False

(Если вам интересно, почему я использовал object() вместо, скажем, 5, чтобы избежать использования двух целых других проблем, которые я не хочу вдаваться сюда, для двух разных причины, полностью созданные отдельно 5 могут оказаться тем же экземпляром числа 5. Но полностью созданный отдельно object() не может.)

Итак, почему же a.foo.append(5) в примере Alex влияет на b.foo, но a.foo = 5 в моем примере нет? Ну, попробуйте a.foo = 5 в примере Alex и обратите внимание, что он не влияет на b.foo.

a.foo = 5 просто превращает a.foo в имя для 5. Это не влияет на b.foo или любое другое имя для старого значения, к которому обращается a.foo. * Немного сложно, что мы создаем атрибут экземпляра, который скрывает атрибут класса **, но как только вы получилось, что здесь ничего сложного не происходит.

Надеюсь, теперь очевидно, почему Алекс использовал список: тот факт, что вы можете изменить список, означает, что проще показать, что две переменные называют один и тот же список, а также означает, что более важно в реальном коде знать, есть ли у вас два списка или два имени для одного и того же списка.

* Путаница для людей, поступающих с языка С++, заключается в том, что в Python значения не сохраняются в переменных. Значения в реальном выражении живут сами по себе, переменные - это просто имена для значений, а присваивание просто создает новое имя для значения. Если это помогает, подумайте о каждой переменной Python как shared_ptr<T> вместо T.

** Некоторые люди используют это, используя атрибут класса как "значение по умолчанию" для атрибута экземпляра, который экземпляры могут или не могут быть установлены. Это может быть полезно в некоторых случаях, но оно также может быть запутанным, поэтому будьте осторожны с ним.

Ответ 5

Просто уточняя, что сказал Алекс Ковентри, другой Алекс (Мартелли) обратился к аналогичному вопросу в группу новостей comp.lang.python лет назад. Он исследует семантическую разницу в том, что человек намеревался против того, что он получил (используя переменные экземпляра).

http://groups.google.com/group/comp.lang.python/msg/5914d297aff35fae?hl=en

Ответ 6

Есть еще одна ситуация.

Атрибуты класса и экземпляра Дескриптор.

# -*- encoding: utf-8 -*-


class RevealAccess(object):
    def __init__(self, initval=None, name='var'):
        self.val = initval
        self.name = name

    def __get__(self, obj, objtype):
        return self.val


class Base(object):
    attr_1 = RevealAccess(10, 'var "x"')

    def __init__(self):
        self.attr_2 = RevealAccess(10, 'var "x"')


def main():
    b = Base()
    print("Access to class attribute, return: ", Base.attr_1)
    print("Access to instance attribute, return: ", b.attr_2)

if __name__ == '__main__':
    main()

Выше будет выводиться:

('Access to class attribute, return: ', 10)
('Access to instance attribute, return: ', <__main__.RevealAccess object at 0x10184eb50>)

Тот же тип доступа к экземпляру через класс или экземпляр возвращает другой результат!

И я нашел в определение c.PyObject_GenericGetAttr и отличный сообщение.

Объяснить

Если атрибут найден в словаре классов, которые составляют. объекты MRO, затем проверьте, указывает ли обнаруженный атрибут на дескриптор данных (это не что иное, как класс, реализующий методы __get__ и __set__). Если это так, разрешите поиск атрибута, вызвав метод __get__ дескриптора данных (строки 28-33).