如何避免类数据在实例间共享？

Question

我想要的是这样的效果：

class a:
    list = []

x = a()
y = a()

x.list.append(1)
y.list.append(2)
x.list.append(3)
y.list.append(4)

print(x.list) # prints [1, 3]
print(y.list) # prints [2, 4]

当然，当我打印的时候，实际发生的是：

print(x.list) # prints [1, 2, 3, 4]
print(y.list) # prints [1, 2, 3, 4]

很明显，它们在类 a 中共享了数据。我该如何获得独立的实例，以实现我想要的效果呢？

Answer 1

虽然之前的回答已经很准确了，但我想再补充一点说明。

我们来做个小练习。

首先定义一个类，代码如下：

class A:
    temp = 'Skyharbor'

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

    def change(self, y):
        self.temp = y

那么我们这里有什么呢？

• 我们有一个非常简单的类，它有一个属性 temp，这个属性是一个字符串。
• 一个 __init__ 方法，它用来设置 self.x。
• 一个改变的方法，用来设置 self.temp。

到目前为止是不是很简单？现在我们开始玩这个类。首先我们来初始化这个类：

a = A('Tesseract')

现在做以下操作：

>>> print(a.temp)
Skyharbor
>>> print(A.temp)
Skyharbor

好吧，a.temp 按照预期工作了，但 A.temp 是怎么工作的呢？它之所以能工作，是因为 temp 是一个类属性。在 Python 中，一切都是对象。这里的 A 也是 type 类的一个对象。因此，属性 temp 是 A 类的一个属性，如果你通过 A（而不是通过实例 a）来改变 temp 的值，那么这个改变会在所有 A 类的实例中反映出来。我们继续做这个操作：

>>> A.temp = 'Monuments'
>>> print(A.temp)
Monuments
>>> print(a.temp)
Monuments

有趣吧？而且注意 id(a.temp) 和 id(A.temp) 仍然是相同的。

任何 Python 对象都会自动获得一个 __dict__ 属性，这个属性包含了它的属性列表。我们来看看这个字典在我们例子中的内容：

>>> print(A.__dict__)
{
    'change': <function change at 0x7f5e26fee6e0>,
    '__module__': '__main__',
    '__init__': <function __init__ at 0x7f5e26fee668>,
    'temp': 'Monuments',
    '__doc__': None
}
>>> print(a.__dict__)
{x: 'Tesseract'}

注意 temp 属性在 A 类的属性中列出，而 x 列在实例中。

那么，如果 a 的实例中没有列出 temp 属性，我们怎么能得到 a.temp 的值呢？这就是 __getattribute__() 方法的魔力。在 Python 中，点语法会自动调用这个方法，所以当我们写 a.temp 时，Python 实际上执行的是 a.__getattribute__('temp')。这个方法会查找属性的值，也就是通过查看不同的地方来找到属性的值。

__getattribute__() 方法的标准实现首先会在对象的内部字典（dict）中查找，然后在对象本身的类型中查找。在这个例子中，a.__getattribute__('temp') 首先执行 a.__dict__['temp']，然后执行 a.__class__.__dict__['temp']。

好了，现在我们来使用我们的 change 方法：

>>> a.change('Intervals')
>>> print(a.temp)
Intervals
>>> print(A.temp)
Monuments

现在我们使用了 self，所以 print(a.temp) 的值和 print(A.temp) 的值就不一样了。

现在如果我们比较 id(a.temp) 和 id(A.temp)，它们会是不同的。

Answer 2

这个被接受的答案是对的，但多解释一下也没坏处。

类属性在创建实例时并不会变成实例属性。只有当给它们赋值时，它们才会变成实例属性。

在原来的代码中，创建实例后并没有给 list 属性赋值，所以它仍然是一个类属性。如果在 __init__ 方法里定义 list，就能正常工作，因为 __init__ 是在实例创建后被调用的。或者，下面这段代码也能得到想要的结果：

>>> class a:
    list = []

>>> y = a()
>>> x = a()
>>> x.list = []
>>> y.list = []
>>> x.list.append(1)
>>> y.list.append(2)
>>> x.list.append(3)
>>> y.list.append(4)
>>> print(x.list)
[1, 3]
>>> print(y.list)
[2, 4]

不过，问题中提到的那种混淆情况在不可变对象（比如数字和字符串）中是不会发生的，因为它们的值不能在没有赋值的情况下改变。比如，类似于原来的代码，如果属性是字符串类型的话，也是可以正常工作的：

>>> class a:
    string = ''


>>> x = a()
>>> y = a()
>>> x.string += 'x'
>>> y.string += 'y'
>>> x.string
'x'
>>> y.string
'y'

所以总结一下：类属性只有在实例创建后被赋值时，才会变成实例属性，不管是在 __init__ 方法里还是其他地方。这样做是好的，因为如果你在实例创建后从不给属性赋值，就可以拥有静态属性。

Answer 3

你想要的是这个：

class a:
    def __init__(self):
        self.list = []

在类的声明里面定义变量，会把它们变成“类”的成员，而不是实例的成员。如果你在 __init__ 方法里面定义它们，那么每次创建一个新的对象实例时，都会为这些成员创建一个新的副本，这就是你想要的效果。