【Python教程】self的原理和应用

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在解释self是谁之前,我们先明确几个问题:

什么是class,什么是instance?
什么是object? 什么是method,什么是function?

一个画外音,我个人是比较反对在编程中,对本来是英文的专有名词进行中文翻译的。正所谓语言塑造了思维,因此一些专有名词一旦翻译过来,无论你翻译的多好,总会有一定程度的语意模糊。比如说“class”,我们在看到这个词的瞬间会联想到“课”,但是翻译过来就是“类”,于是我们会不自觉地,去按照“课”或者“一大类”去理解这个专有名词。这是一种非常严重的潜在的误导,因为class这个专有名词和“课”或者“一大类”关系都不太大。所以还不如不翻译,就当不知道这个词啥意思,在学习的过程中再慢慢理解他代表的意思。

其实因为英文的局限性,很多编程语言里的专属名词也是大佬们一拍脑袋,瞎起的。。比如我吐槽了无数次的matplotlib里面的axes。。。

又说多了。。。回到正题。

1. 什么是class,什么是instance,什么是object?

Class: 可以理解为一个组装工厂。假如我们要生产一个机器人,那我们先要搭个工厂吧。先确定:我们要先安装胳膊,再安装头,我们的小破机器人的流水线就搭好了。这个工厂比较智能,胳膊和头的数量都可以调。

class BuildRobot():
def __init__(self,armcount,headcount):
self.armcount = armcount
self.headcount = headcount

所以这里的class,就是搭了一个工厂叫BuildRobot。’__init__’ 就是告诉这个流水线,首先你需要这个机器人有几个胳膊(‘armcount’),有几个脑袋(‘headcount’)。先忽略一下这里的self,以后讲。

这个时候你可以run一下,这样你的class就搭好了。可是这时的工厂,因为你没有开始生产,是没有任何产出的。下面就是instance

instance:可以理解为启动一次工厂生产出的机器人。现在我们用之前搭的工厂生产一个正常一点的机器人,两个胳膊一个脑袋:

normal_robot = BuildRobot(2,1)

查看一下胳膊数对不对?

我们再来一个 不太正常的机器人:

weird_robot = BuildRobot(4,1)

normal_robot 和weird_robot 都是instance。他们虽然胳膊数量不一样,但是本质上都是由这个class造出来的,由胳膊和头组成的机器人。

object: 这个就比较麻烦了,大部分情况下,object和instance的含义是一样的,都是指这个造出来的robot。这两者的区别,只是在英语语言环境下的区别:

normal_robot is an instance of ‘buildrobot'

normal_robot is a ‘buildrobot' object

上面这两个说法是等价的。

2. 什么是method,什么是function?

两者都由def定义,稍微粗糙一点的理解就是,在class里面的function叫method。所以,method是和class,instance有关的一种function。

举个栗子:

还是上面的工厂,我们现在加装一个车间,负责把胳膊上色:

class BuildRobot():
def __init__(self,armcount,headcount):
self.armcount = armcount
self.headcount = headcount
def paintarm(self,color):
print("paint arm:",color)

这个paintarm,就是一个method。还是一样,现在这个class没有生产,因此这个method也没有任何实际的产品出来。我们只能先生产出一个instance来:

colorful_robot = BuildRobot(2,1)

好的我们现在有一个两个胳膊一个头的robot了。这时,我们的robot还是没有上色的,因为我们没有让这个instance进入上色的那个车间。现在我们让这个robot进入车间,涂个红色。

colorful_robot.paintarm('red')

paint arm: red

上面的过程,就是call这个paintarm method。几个点:

如果没有先造一个机器人,这个车间就没有办法给胳膊上色,因此要上色,就必须先造一个机器人出来。所以,method是依赖于instance的。

这个车间只能给这个工厂产出的robot的胳膊上色,你从别的工厂拿一个车过来让他上色,他是不干的。因此,method是依赖于class的。只有这个class创建的instance,才能call这个method。

假如我把上色这个活,外包了。我就在外面另建了个工厂,专门上色,这就是function:

def outsourcing_paint(robot,color):
print("paint",robot,"arm:",color)

outsourcing_paint(colorful_robot,'red')
paint <__main__.BuildRobot object at 0x116b434a8> arm: red

这个外包的上色工厂,不管你这个东西是从哪个工厂来的,无论你是个机器人还是机器狗,反正我就拿来,给胳膊上色。

看到这里,应该就明白function和method的区别了。

注意method其实有两种,一种是instance method,一种是class method。

instance method就相当于对于机器人这个产品进行各种修改的车间。我给机器人上色,不影响我这个工厂的外形对吧?
class method,是对这个工厂,这个class的属性进行修改的车间,比如我有一个车间负责把工厂涂成红色的。这个行为并不影响我造出来的机器人的大小颜色属性。
本篇的讨论,我们先限定在instance method里。

3. 重点SELF分析

把class, method讲明白以后,终于能讲self了。通过上面的例子,我们注意到

outsourcing_paint(colorful_robot,'red')

在function里面,是没有self的。因为我们告诉了外包工厂,给谁上色。所以在定义外包工厂function时,我们有两个input variables:robot 和 color。

colorful_robot.paintarm('red')

然而在使用method的时候,我们只告诉了车间,我要红色。那这个车间怎么知道,给哪个机器人上色啊?是给normal robot还是给colorful robot?因为我们在call这个method的时候,使用了colorful_robot.paintarm()这个格式,于是paintarm这个method就知道,哦,我要给这个colorful_robot上色。
在python里,要想使instance.method()这个格式可以正常工作,在class里面编写method的时候,就必须把变量的第一个位子留出来,用来指代未来call这个method的instance。就相当于我们在搭建给胳膊上色的这个车间的时候,就必须预留一个入口来放入已经生产出来的机器人。
留出来的这个位子,可以叫任何名字。只不过为了代码的优美,大部分人选择使用self,来指代使用这个method的instance他自己。

self是在为class编写instance method的时候,放在变量名第一个位子的占位词。
在具体编写instance method里,可以不使用self这个变量。
如果在method里面要改变instance的属性,可以用self.xxxx来指代这个属性进行修改。
所以self, 就是指由这个class造出来的instance嘛。

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