Python类方法__init__和__del__构造、析构过程分析

最近学习《Python参考手册》学到Class部分，遇到了类的构造析构部分的问题：

1、什么时候构造？
2、什么时候析构？
3、成员变量如何处理？
4、Python中的共享成员函数如何访问？
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探索过程：
1、经过查找，Python中没有专用的构造和析构函数，但是一般可以在__init__和__del__分别完成初始化和删除操作，可用这个替代构造和析构。还有一个__new__用来定制类的创建过程，不过需要一定的配置，此处不做讨论。
2、类的成员函数默认都相当于是public的，但是默认开头为__的为私有变量，虽然是私有，但是我们还可以通过一定的手段访问到，即Python不存在真正的私有变量。如：

__priValue = 0 # 会自动变形为"_类名__priValue"的成员变量

3、由于Python的特殊性，全局成员变量是共享的，所以类的实例不会为它专门分配内容空间，类似于static，具体使用参看下面的例子。

测试1：

# encoding:utf8
class NewClass(object):

    num_count = 0 # 所有的实例都共享此变量，即不单独为每个实例分配

    def __init__(self,name):

        self.name = name

        NewClass.num_count += 1

        print name,NewClass.num_count

    def __del__(self):

        NewClass.num_count -= 1

        print "Del",self.name,NewClass.num_count

    def test():

        print "aa"
aa = NewClass("Hello")

bb = NewClass("World")

cc = NewClass("aaaa")
print "Over"

调试运行：

Hello 1

World 2

aaaa 3

Over

DeException l Hello 2

AttributeError: "'NoneType' object has no attribute 'num_count'" in <bound method NewClass.__del__ of <__main__.NewClass object at 0x01AF18D0>> ignored

Exception AttributeError: "'NoneType' object has no attribute 'num_count'" in <bound method NewClass.__del__ of <__main__.NewClass object at 0x01AF1970>> ignored

我们发现，num_count 是全局的，当每创建一个实例，__init__()被调用，num_count 的值增一，当程序结束后，所有的实例会被析构，即调用__del__() 但是此时引发了异常。查看异常为 “NoneType” 即 析构时NewClass 已经被垃圾回收，所以会产生这样的异常。

但是，疑问来了？为什么会这样？按照C/C++等语言的经验，不应该这样啊！经过查找资料，发现：

Python的垃圾回收过程与常用语言的不一样，Python按照字典顺序进行垃圾回收，而不是按照创建顺序进行。所以当系统进行回收资源时，会按照类名A-Za-z的顺序，依次进行，我们无法掌控这里的流程。

明白这些，我们做如下尝试：

# encoding:utf8
class NewClass(object):

    num_count = 0 # 所有的实例都共享此变量，即不单独为每个实例分配

    def __init__(self,name):

        self.name = name

        NewClass.num_count += 1

        print name,NewClass.num_count

    def __del__(self):

        NewClass.num_count -= 1

        print "Del",self.name,NewClass.num_count

    def test():

        print "aa"
aa = NewClass("Hello")

bb = NewClass("World")

cc = NewClass("aaaa")
del aa

del bb

del cc
print "Over"

调试输出：

Hello 1

World 2

aaaa 3

Del Hello 2

Del World 1

Del aaaa 0

Over

OK，一切按照我们预料的顺序发生。
但是，我们总不能每次都手动回收吧？这么做Python自己的垃圾回收还有什么意义？

SO，继续查找，我们还可以通过self.__class__访问到类本身，然后再访问自身的共享成员变量，即 self.__class__.num_count , 将类中的NewClass.num_count替换为self.__class__.num_count 编译运行，如下：

# encoding:utf8
class NewClass(object):

    num_count = 0 # 所有的实例都共享此变量，即不单独为每个实例分配

    def __init__(self,name):

        self.name = name

        self.__class__.num_count += 1

        print name,NewClass.num_count

    def __del__(self):

        self.__class__.num_count -= 1

        print "Del",self.name,self.__class__.num_count

    def test():

        print "aa"
aa = NewClass("Hello")

bb = NewClass("World")

cc = NewClass("aaaa")
print "Over"

结果：

Hello 1

World 2

aaaa 3

Over

Del Hello 2

Del World 1

Del aaaa 0

Perfect！我们完美地处理了这个问题！

PS:

书上又提到了一些问题，在这里作补充（仅作为参考）：

__new__()是唯一在实例创建之前执行的方法，一般用在定义元类时使用。

del xxx 不会主动调用__del__方法，只有引用计数==0时，__del__()才会被执行，并且定义了__del_()的实例无法被Python的循环垃圾收集器收集，所以尽量不要自定义__del__()。一般情况下，__del__() 不会破坏垃圾处理器。

实验中发现垃圾回收自动调用了__del__, 这与书上所说又不符，不知是什么原因，需要继续学习。