Python的類與類型

1.經典類與新式類

在了解Python的類與類型前，需要對Python的經典類（classic classes）與新式類（new-style classes）有個簡單的概念。

在Python 2.x及以前的版本中，由任意內置類型派生出的類（只要一個內置類型位於類樹的某個位置），都屬於“新式類”，都會獲得所有“新式類”的特性；反之，即不由任意內置類型派生出的類，則稱之為“經典類”。

“新式類”和“經典類”的區分在Python 3.x之后就已經不存在，在Python 3.x之后的版本，因為所有的類都派生自內置類型object(即使沒有顯示的繼承object類型)，即所有的類都是“新式類”。

官方文檔 https://www.python.org/doc/newstyle/

 

2.類的實例與對象

在很多語言中，類的實例與類的對象，只是同一事物的不同名稱。而在Python中，類的對象與類的實例，是完全不同的概念。在本文中，所稱的類對象，是指由class代碼塊執行后創建的類對象，而類的實例則是由類對象所創建的實例。這里只做簡單提及，便於下文理解，要更深入的理解這個概念，可以參考“python一切皆對象”的相關知識。

 

3.類實例的類與類型

嘗試分別在Python 2.x 和 3.x 版本中運行如下代碼：

class A():pass
class B():pass

a = A()
b = B()

if __name__ == '__main__':
    print(type(a))
    print(type(b))
    print(type(a) == type(b))
    print(a.__class__)
    print(b.__class__)
    print(a.__class__ == b.__class__)

 Python 2.6.9 及 2.7.10 的運行結果：

在Python 2.x及以前的版本，所有經典類的實例都是“instance”（實例類型）。所以比較經典類實例的類型(type)毫無意義，因為所有的經典類實例都是instance類型，比較的結果通常為True。更多情況下需要比較經典類實例的__class__屬性來獲得我們想要的結果（或使用isinstance函數）。

Python 3.5.1 運行結果

在Python 3.x及之后的版本，類和類型已經合並。類實例的類型是這個實例所創建自的類（通常是和類實例的__class__相同），而不再是Python 2.x版本中的“instance”實例類型。

需要注意的是，在Python 2.x版本中，“經典類的實例都是instance類型”，這個結論只適用於經典類。對新式類和內置類型的實例，它們的類型要更加明確。

修改之前的代碼驗證上述觀點，嘗試讓class a 和 class b 顯示繼承自object，成為“新式類”。

class A(object):pass
class B(object):pass

a = A()
b = B()

if __name__ == '__main__':
    print(type(a))
    print(type(b))
    print(type(a) == type(b))
    print(a.__class__)
    print(b.__class__)
    print(a.__class__ == b.__class__)

Python 2.7.10 運行結果：

代碼運行結果和Python 3.x是完全相同的，可以看出Python 2.x 新式類實例的類型就是這個實例所創建自的類。同時進一步印證在Python 3.x中所有的類都是新式類(顯示或隱式繼承自object類)。

接着對內置類型進行驗證，嘗試運行以下代碼

print(type([1, 2, 3]))

Python 2.7.10運行結果：

可以看出，內置類型實例的類型，也是同新式類一樣，是這個實例所創建自的類。在示例代碼中，我們創建了一個list，所以實例的類型為list類型。

 

4.類的類型

如果說，一個類實例的類型是創建它的類(python 3.x)，那一個類的類型又是什么？？？

繼續使用代碼嘗試驗證：

class A():pass
class B():pass

if __name__ == '__main__':
    print(type(A))
    print(type(B))
    print(type(A) == type(B))

Python 2.7.10 運行結果：

從運行結果我們可以看出，在Python 2.x 中，經典類的類型都是classobj。type(A) == type(B)結果為True，說明它們是同一種類型。

Python 3.5.1運行結果：

從運行結果我們可以看出，所有的類型都是type類，再次印證在Python 3.x 類與類型已經完全合並，類即類型，類型即類。

再次修改代碼，使 class A 和 B 顯式繼承自 object，成為新式類，再在Python 2.7.10 下運行查看結果：

運行結果顯而易見，和Python 3.x 是一樣的，因為它們都是新式類。

注：在運行結果中，Python 2.x 顯示為 <type 'type'>，而 Python 3.x 顯示為<class 'type'>， 僅是顯示方法不同，可以理解為等價，因為在Python 3.x類即類型。

參考官方文檔：https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#bltin-type-objects

Type objects represent the various object types. An object’s type is accessed by the built-in function type(). There are no special operations on types. The standard module types defines names for all standard built-in types.

Types are written like this: <class 'int'>.

再來進行一個有趣的嘗試：

print(type(type))

在python 2.x 和 3.x 運行結果都是一樣的，type類型本身也是類（新式類和內置類型的類與類型已經合並），它自己也是type類型。

 

5.類是Type類的實例

有上文的測試可以得知：所有的類型都是type類。從另一個角度理解，類就是type類的實例，所有的新式類，都是由type類實例化創建而來，並且顯式或隱式繼承自object。

type([1, 2, 3])

得到運行結果：<class 'list'>，說明[1, 2, 3]這個list是list類的實例。

同樣的

type(list)

得到運行結果：<class 'type'>，也可以說明list這個類是type類的實例。

通過調用__class__屬性可以得到同樣的結果：

list.__class__
[1, 2, 3].__class__

說明類對象是type類的實例。

 

6.有趣的循環

前文提到，在Python 3.x 中，所有的類都顯式或隱式的派生自object類，type類也不例外。類型自身派生自object類，而object類派生自type，二者組成了一個循環的關系。

通過以下代碼來驗證

isinstance(object, type)
isinstance(type, object)

運行結果：

從運行結果可以看出object是type類型， type類型也是object類型