在Python中，__init__是什么？【带有示例】

作者姚伟斌

想要在Python中开始使用面向对象设计吗？通过学习Python的__init__方法来迈出第一步。

在本教程中，我们将介绍Python类和对象的基础知识，然后继续学习__init__方法。

通过本教程的学习，您将能够回答以下问题：

  • 什么是实例变量或实例属性？
  • init方法如何帮助初始化实例属性？
  • 如何为属性设置默认值？
  • 如何使用类方法作为构造函数来创建对象？

让我们开始吧。

Python类和对象

在Python中，类是面向对象编程的基础。我们可以创建一个类，并定义属性和方法，将数据和相关功能绑定在一起。

创建类后，我们可以将其用作创建对象（实例）的蓝图（或模板）。

👩‍🏫示例时间！让我们创建一个Employee类，该类的每个对象都具有以下属性：

  • full_name：员工的全名，格式为姓 名
  • emp_id：员工的工号
  • department：员工所属的部门
  • experience：员工的工作经验年数

这是什么意思？ 🤔

每个员工将是Employee类的一个实例或对象。每个对象将为full_name、emp_id、department和experience具有自己的值。

这些属性也称为实例变量，我们将属性和实例变量互换使用。

我们稍后将添加属性。现在我们像这样创建一个Employee类：

class Employee:
    pass

使用pass（作为占位符）可以帮助我们在运行脚本时避免错误。

虽然当前版本的Employee类并不是很有用，但它仍然是一个有效的类。因此，我们可以创建Employee类的对象：

employee_1 = Employee()

print(employee_1)
#输出：

我们也可以添加属性并将其初始化为特定值，如下所示：

employee_1.full_name = 'Amy Bell'
employee_1.department = 'HR'

但是，这种添加实例属性的方法既低效又容易出错。此外，这种方法不允许使用类作为模板来创建对象。这就是__init__方法的用处所在。

理解Python类中__init__方法的作用

我们应该能够在实例化对象时初始化实例变量，而__init__方法可以帮助我们实现这一点。每当创建类的新对象时，__init__方法被调用以初始化实例变量的值。

如果您以前使用过像C++这样的语言，您会发现__init__方法的工作方式类似于构造函数。

定义__init__方法

让我们将__init__方法添加到Employee类中：

class Employee:
    def __init__(self, full_name,emp_id,department,experience):
        self.full_name = full_name
        self.emp_id = emp_id
        self.department = department
        self.experience = experience

self参数指的是类的实例，而self.attribute将实例的attribute初始化为右侧的值。

现在我们可以这样创建对象：

employee_2 = Employee('Bella Joy','M007','Marketing',3)
print(employee_2)
# 输出:

当我们打印出员工对象时，除了它们所属的类之外，我们不会得到任何有用的信息。让我们添加一个__repr__方法为该类定义一个表示字符串：

 def __repr__(self):
        return f"{self.full_name},{self.emp_id} from {self.department} with {self.experience} years of experience."

将__repr__添加到Employee类中，我们有：

class Employee:
    def __init__(self, full_name,emp_id,department,experience):
        self.full_name = full_name
        self.emp_id = emp_id
        self.department = department
        self.experience = experience
    
     def __repr__(self):
        return f"{self.full_name},{self.emp_id} from {self.department} with {self.experience} years of experience."

现在员工对象有一个有用的表示字符串：

print(employee_2)
# 输出: Bella Joy,M007 from Marketing with 3 years of experience.

一些约定

在我们继续之前，这里有几点需要注意：

  • 我们在__init__方法中使用self作为第一个参数，以引用类实例本身，并使用self.attribute_name来初始化各种属性。使用self是首选的约定（你可以使用任何其他名称）。
  • 在定义__init__方法时，我们将参数名称设置为__init__定义中的属性名称。这提高了可读性。

如何为属性添加默认值

在我们目前编写的示例中，所有的属性都是必需的。这意味着只有当我们为构造函数传递了所有字段的值时，才能成功创建对象。

尝试实例化一个Employee类的对象，而不为experience属性传递值：

employee_3 = Employee('Jake Lee','E001','Engineering')

你会得到以下错误：

Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 22, in 
    employee_3 = Employee('Jake Lee','E001','Engineering')
TypeError: __init__() missing 1 required positional argument: 'experience'

但是，如果你想使某些属性可选，可以在定义__init__方法时为这些属性提供默认值。

这里我们为experience属性提供了默认值0：

class Employee:
    def __init__(self, full_name,emp_id,department,experience=0):
        self.full_name = full_name
        self.emp_id = emp_id
        self.department = department
        self.experience = experience
    
     def __repr__(self):
        return f"{self.full_name},{self.emp_id} from {self.department} with {self.experience} years of experience."

创建的employee_3对象没有为experience属性提供值；使用默认值0代替。

employee_3 = Employee('Jake Lee','E001','Engineering')
print(employee_3.experience)
# 输出: 0

使用类方法添加替代类构造函数

到目前为止，我们只看到了如何定义__init__方法并在需要时设置属性的默认值。我们也知道我们需要在构造函数中传入必需属性的值。

然而，有时这些实例变量（或属性）的值可能存在于不同的数据结构中，比如元组、字典或JSON字符串。

我们该怎么办呢？

让我们来看一个例子。假设我们在Python字典中有实例变量的值：

dict_fanny = {‘name':'Fanny Walker','id':'H203′,'dept':'HR','exp':2}

我们可以从字典中获取所有属性的值，如下所示：

name = dict_fanny[‘name'] id = dict_fanny[‘id'] dept = dict_fanny[‘dept'] exp = dict_fanny[‘exp']

在此之后，您可以通过将这些值传递给类构造函数来创建一个对象：

employee_4 = Employee(name, id, dept, exp)
print(employee_4)
# 输出：Fanny Walker，H203，从HR获得2年的经验。

请记住：对于每个新创建的对象，您都需要执行此操作。这种方法效率低下，我们肯定可以做得更好。但是怎么做呢？

在Python中，我们可以使用类方法作为构造函数来创建类的对象。要创建一个类方法，我们使用@classmethod装饰器。

让我们定义一个方法，该方法解析字典，获取实例变量的值，并使用这些值来构造Employee对象。

@classmethod
def from_dict(cls,data_dict):
full_name = data_dict[‘name'] emp_id = data_dict[‘id'] department = data_dict[‘dept'] experience = data_dict[‘exp'] return cls(full_name, emp_id, department, experience)

当我们需要使用字典中的数据来创建对象时，我们可以使用from_dict()类方法。

注意：在类方法中使用cls而不是self。就像我们使用self来引用实例一样，cls用于引用类。此外，类方法绑定到类而不是对象。

因此，当我们调用类方法from_dict()来创建对象时，我们调用它的类Employee：

emp_dict = {‘name':'Tia Bell','id':'S270′,'dept':'Sales','exp':3}
employee_5 = Employee.from_dict(emp_dict)
print(employee_5)
# 输出：Tia Bell，S270，从Sales获得3年的经验。

现在，如果我们为每个n个员工都有一个字典，我们可以使用from_dict()类方法作为构造函数来实例化对象，而不必从字典中检索实例变量的值。

关于类变量的说明

在这里，我们定义了绑定到类而不是个别实例的类方法。类似于类方法，我们还可以有类变量。

像类方法一样，类变量绑定到类而不是实例。当一个属性对于类的所有实例都有固定的值时，我们可以考虑将它们定义为类变量。

常见问题解答

1. 为什么需要Python中的__init__方法？

类定义中的__init__方法允许我们初始化所有实例的属性或实例变量。每次创建类的新实例时都会调用__init__方法。

2. 在Python类中可以有多个__init__方法吗？

在Python类中有多个__init__方法的目标是提供多个构造函数来实例化对象。但是你不能定义多个__init__方法。如果你定义多个__init__方法，第二个和最近的实现将会覆盖第一个。然而，你可以使用@classmethod装饰器来定义类方法，这些方法可以用作构造函数来实例化对象。

3. 如果在类中不定义__init__方法会发生什么？

如果你不定义__init__方法，你仍然可以实例化对象。然而，你将不得不手动添加实例变量并为每个变量赋值。你将无法在构造函数中为实例变量传入值。这不仅容易出错，而且违背了将类作为蓝图实例化对象的目的。

4. 在__init__方法中可以为参数设置默认值吗？

是的，在定义__init__方法时可以为一个或多个属性提供默认值。提供默认值可以使这些属性在构造函数中变为可选的。当我们在构造函数中不为这些属性传入值时，这些属性将取默认值。

5. 可以在__init__方法外修改属性吗？

是的，你总是可以在__init__方法之外更新属性的值。你还可以在创建特定实例后动态地添加新属性。

结论

在本教程中，我们学习了如何使用__init__方法来初始化实例变量的值。虽然这很简单，但当你有很多属性时可能会重复。

如果你感兴趣，可以探索dataclasses module。在Python 3.7及更高版本中，你可以使用内置的数据类模块来创建存储数据的数据类。除了__init__和其他常用方法的默认实现外，它们还具有许多用于类型提示、复杂默认值和优化的很酷功能。

接下来，了解更多关于if __name__==’__main__’ in Python的内容。

姚伟斌

程序猿

我是姚伟斌，也被称为文景。我的专业领域涵盖了开放源代码的深度探索、网络编程和网络建站。我热衷于分享我的编程和建站实践经验，尤其擅长于Nginx和Proxy服务器的管理。此外，我还对Python和NodeJS这两种编程语言有着深刻的理解和独到的见解。

最近，我致力于爬虫技术的研究，探索如何通过高效的数据抓取为项目增添价值。我的目标是通过持续的学习和创新，为开放源代码社区贡献我的力量，并帮助那些对网络编程和网站建设感兴趣的人士。

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