Python中的静态类变量和`self`

Question

为什么下面的例子表现得不一样呢？

例子1：foo 看起来像是一个特定于不同对象的类变量。

class A: 
    foo = 1
a, b = A(), A()
a.foo = 5
print b.foo
----------------
Output: 1

例子2：foo 看起来像是一个对所有对象都一样的静态类变量。也许这种行为和列表作为指针的工作方式有关。

class A: 
    foo = []
a, b = A(), A()
a.foo.append(5)
print b.foo
----------------
Output: [5]

例子3：不管用。

class A: 
    self.foo = []
a, b = A(), A()
a.foo.append(5)
print b.foo
----------------
Output: Error

Answer 1

这个代码不管用：

class A: 
    self.foo = []

这会引发一个错误。

NameError: name 'self' is not defined

因为在Python中，self并不是一个关键字，它只是一个常用的变量名，通常用来代表类的实例，也就是当你调用这个类的方法时，会把这个实例传进去。

这里有个例子：

class A(object): 
    def __init__(self):
        self.foo = []

a, b = A(), A()
a.foo.append(5)
print(b.foo)

然后返回：

[]

当每个实例被初始化时，它们各自会得到一个自己的列表，这个列表可以通过属性foo来访问。当你修改其中一个列表时，另一个列表不会受到影响，因为它们是存储在内存中不同位置的独立列表。

Answer 2

这里的区别不是关于可变性或不可变性，而是进行的操作不同。

在例子1中，这个类有一个属性叫做 foo。在创建对象后，你给这个对象又添加了一个同样名字的属性 foo，这就把原来的属性给“遮住”了。所以类的属性就像是一个“默认值”或者“备用值”。

在例子2中，你对一个对象进行了操作（不过，这个操作只适用于可变对象）。所以通过 A.foo 访问的对象（也可以通过 a.foo 和 b.foo 访问，因为没有同名的实例属性）被加上了一个 5。

例子3不工作是因为你在使用 self 的地方它并不存在。

注意，例子1同样适用于可变对象，比如列表：

class A: 
    foo = []
a, b = A(), A()
a.foo = []
a.foo.append(5)
b.foo.append(10)
print a.foo # [5]
print b.foo # [10]
print A.foo # [10]

在这里，a.foo 被赋值为一个新的空列表。而 b.foo 因为没有实例属性，继续指向类的属性。所以我们有两个独立的空列表，正如我们在使用 .append() 时所看到的那样。

Answer 3

前两个例子都是关于类属性的。它们看起来不同的原因是因为你在做的事情不一样：第一个例子是给一个新值，第二个例子是修改已有的值。

注意，前两个例子做的事情是不一样的。在第一个例子中，你做了 a.foo = 5，这是在赋一个新值。而在第二个例子中，如果你做类似的事情，比如 a.foo = [5]，你会看到和第一个例子一样的结果。但实际上你是用 a.foo.append(5) 修改了已有的列表，所以结果就不同了。a.foo = 5 只改变了这个 变量（也就是它指向的值）；而 a.foo.append(5) 则是改变了 值 本身。

（注意，第一种情况没有办法做出第二种情况的效果。也就是说，没有类似 a.foo.add(1) 这样的方式来给 5 加 1。这是因为整数是不可变的，而列表是可变的。但重要的不是列表“是”可变的，而是你确实修改了一个列表。换句话说，能对列表做什么并不重要，重要的是你在具体代码中实际做了什么。）

另外，注意到虽然你在类定义中定义的 foo 是一个类属性，但当你执行 a.foo = 5 时，你实际上是在这个 实例 上创建了一个新的属性。它恰好和类属性同名，但这并不会改变类属性的值，b.foo 仍然能看到原来的值。

最后一个例子之所以不工作，是因为和前两个例子一样，class 块中的代码是在类的作用域内。此时还没有实例，所以没有 self。

关于这个问题，StackOverflow上还有很多其他的讨论，我建议你去搜索并阅读一些，以便更全面地理解这个概念。