Python魔术师--self

(原文是 Python's Magical Self ，来自 http://concentricsky.com )

Python的self参数有时真让人抓狂，比如，你必须在每一个类的方法里显示定义self，然后，它会霸占不需要它们的地方。

class Foo(object):
    x = 9
    def __init__(self,x):
        self.x = x

    def bar(self,y):
        return self.x + y

如果你有C++，Java或其他语言的编程背景，你会觉得 __init__ 和 bar 方法里的self 看起来很多余，python不是经常吹嘘自己的简答和优雅吗，self到底有什么用？

作用域出现了

在python里，作用域是非常简单的。Python里的一切都是对象，几乎任何东西都是在对象水平的作用域里。写一个模块试试？

# test.py
def say_hi():
    print 'Hi!'

你刚刚创建了一个新的带有say_hi属性的模块对象。

定义一个类？

class Foo(object):
    x = 9
    def __init__(self,x):
        self.x = x

    def bar(self,y):
        return self.x + y

你刚刚写了一个带有一些属性的类对象，那些属性是 x，__init__ ，还有 bar。

实例化Foo？

foo = Foo(5)

你创建了一个带有属性x，__init__ ，和bar的Foo 实例，请记住，foo的三个属性跟Foo的不一样，待会，你就会知道为什么。

上下文就是一切

把Foo拆开：

def bar(self,y):
    return self.x + y

class Foo(object):
    x = 9
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    bar = bar

先不理bar的第一参数self，如果我们单单把bar看作普通的函数，那么，接下来的就很合理了。

foo = Foo(5)

print bar(foo,4) == 9
print bar(Foo,0) == 9

好像Foo.bar也可以这么做。

print Foo.bar(foo,4) == 9
print Foo.bar(Foo,0) == 9

第一行打印出结果True，但第二行就出现了类型错误（TypeError）：未绑定的方法bar必须用Foo实例作为第一个参数（出现了不匹配的类型对象）。实例化一个Foo，并且修改bar，把self参数隐藏掉。

print foo.bar(foo,4) == 9
print foo.bar(foo,0) == 9

两行代码都出现 类型错误（TypeError）：bar() 需要两个参数（出现了3个）。为什么是2个，而不是3个？答案即将揭晓。



绑定self

如果你查一下三个bar的类型，你会发现，他们不全都一样。

print type(bar)
# <type 'function'>
print type(Foo.bar)
# <type 'instancemethod'>
print type(foo.bar)
# <type 'instancemethod'>

把任何函数绑定到一个实例方法对象里，并把它封装在一个实例方法对象里，实例方法就会像胶水一样，粘着类、实例对象和原始的函数，最终它们都绑在一起。

print Foo.bar.im_class == Foo
print Foo.bar.im_func == bar
print Foo.bar.im_self == None
print foo.bar.im_class == Foo
print foo.bar.im_func == bar
print foo.bar.im_self == foo

可以直截了当地用python写一个实例方法类。

class myinstancemethod(object):
    def __init__(self,func,cls,instance=None):
        self.im_func = func
        self.im_class = cls
        self.im_self = instance

    def __call__(_self,*args,**kwargs):
        args = list(args)
        if _self.im_self is not None:
            args.insert(0,_self.im_self)

        if len(args) == 0:
            raise TypeError("unbound method bar() must be called with Foo instance as first argument (got nothing instead)")
        elif not isinstance(args[0],_self.im_class):
            raise TypeError("unbound method bar() must be called with Foo instance as first argument (got %s instead)" % type(args[0]).__name__)
        else:
            return _self.im_func(*args,**kwargs)

myinstancemethod 很正确地模仿了实例方法类，它跟前面的foo.bar 和Foo.bar的表现一样，除了它处理了一点类边缘情况和实例方法调用。

my_unbound(self=foo,y=4)
# TypeError: bar() got multiple values for keyword argument 'self'
Foo.bar(self=foo,y=4)
# TypeError: bar() got multiple values for keyword argument 'self'

my_bound(self=foo,y=4)
# TypeError: unbound method bar() must be called with Foo instance as first argument (got nothing instead)
foo.bar(self=foo,y=4)
# TypeError: unbound method bar() must be called with Foo instance as first argument (got nothing instead)

这就是为什么你能够传入bar的引用，而不是传入foo，然后调用foo.bar。

闭包

foo 是一个与Foo完全不同的野兽。Python里的任一个变量都是内存里对象的引用——对象之间都没什么不同。Foo.x，Foo.__init__ 和 Foo.bar这三个与foo.x，foo.__Init__, 和foo.bar不同，他们都指向不同的内存空间。

print Foo.x is not foo.x
print Foo.__init__ is not foo.__init__
print Foo.bar is not foo.bar

Foo 和foo 是完全不相关的实体，它们只是碰巧在适当的时候相互引用对方。