python类方法中的self关键字

之前学python爬虫的时候要把函数封装到类里面，写成类方法，知道在python的类方法中第一个参数应该是self，但对self代表的具体意义不甚了了。最近在看Java，对面向对象编程的了解更多了一点，终于彻底弄明白self到底是什么了。

Python的类

在python中，所有的类都直接或间接继承自Object类，定义了类之后就定义了一个命名空间，里面定义的属性可以通过类名来引用。新定义的类中有一些Object中有的属性，可以在其中定义其他变量或者函数。实例化之后会创建一个对象，该对象脱胎于类，并且其中的属性动态地和类中的属性产生关联：

class A:
    pass

a = A()

这段代码创建了一个类A，并且对它进行了实例化，实例化之后的对象绑定为变量a。我可以看看A里面和a里面分别有什么：

In [38]: dir(A)
Out[38]:
['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__init_subclass__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__']

In [39]: dir(a)
Out[39]:
['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__init_subclass__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__']

用dir函数输出A中和a中的属性后，我们可以看到A和a中的属性是一样的。我们可以向其中添加属性，添加属性时必须初始化：

In [40]: A.b
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-40-ebcfc7dbf31a> in <module>()
----> 1 A.b

AttributeError: type object 'A' has no attribute 'b'

In [41]: A.b = 1

现在我们可以看看A和a中的属性发生了什么变化：

In [42]: dir(A)
Out[42]:
['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__init_subclass__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'b']

In [43]: dir(a)
Out[43]:
['__class__',
 '__delattr__',
 '__dict__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__init_subclass__',
 '__le__',
 '__lt__',
 '__module__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 '__weakref__',
 'b']

In [74]: A.b
Out[74]: 1

In [75]: a.b
Out[75]: 1

我们可以看到，在A中和它的实例化对象中现在都有了属性b，而且它们的值相等。
如果我们给A的实例化对象中添加属性呢：

In [44]: a.c = 2

In [45]: hasattr(a, c)
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-45-15d927c71e90> in <module>()
----> 1 hasattr(a, c)

NameError: name 'c' is not defined

竟然报错了，c没有定义，报错的原因是A的实例化对象a的命名空间中有c，但是公共命名空间中没有c，所以我们再试一次：

In [58]: c = a.c

In [59]: hasattr(a, 'c')
Out[59]: True

In [60]: hasattr(A, 'c')
Out[60]: False

我们可以看到，a中有c，但是A中并没有c。是不是因为c指向的是a.c所以A中没有呢：

In [61]: b = a.b

In [62]: hasattr(A, 'b')
Out[62]: True

确实是因为在类的实例化对象中添加的属性不会加入类中。

我们接着看给A或a中加入函数属性会发生什么：

In [78]: A.foo = lambda x : x + 1

In [79]: A.foo(1)
Out[79]: 2

In [80]: a.foo(1)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-80-7dc85fd7a693> in <module>()
----> 1 a.foo(1)

TypeError: <lambda>() takes 1 positional argument but 2 were given

python方法函数中的self关键字

上面执行”a.foo(1)”语句时有个报错，说只需要一个参数，但是给了两个参数，这第二个参数是怎么来的，为什么A.foo(1)就不会出错。这里我们可以引出python类中的方法函数，方法函数指的是通过类的实例化对象调用的函数，方法函数的第一个形参表示类的实例化对象，通常写成self。执行a.foo(1)时就相当于执行A.foo(a,1)，因为A.foo()中只有一个形参，所有传入的参数大于需要的参数，发生类型错误。
我们在A的定义中重新定义foo：

class A:
    def foo(self, n):
        print(n+1)

a = A()

现在我们在a中调用foo就不会有问题了：

In [85]: a.foo(1)
2

我们也可以试试调用A.foo：

In [86]: A.foo(a, 1)
2

总结

python的类中定义函数时的self关键字跟python的方法函数有关，方法函数由类的实例化对象调用，需要把调用它的实例化对象传入方法函数中，self即是表示实例化对象的形参。