pikesaku’s blog

個人的なプログラム勉強メモです。記載内容について一切の責任は持ちません。

Pythonのクラスについて

はじめに

Pythonの仕様なので、こういうものだと覚える!
 

参照

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クラスの定義は以下の形

class クラス名:
    def メソッド名(self, ...):
        ...
    def メソッド名(self, ...):
        ...

 

インスタンス生成

ソース

class myclass:
    def __init__(self):
        pass

a = myclass()
print(type(a))

実行結果

<class '__main__.myclass'>

 

クラスオブジェクト

クラスもオブジェクト
クラスを定義するとクラスオブジェクトが生成される
クラスオブジェクトの代入可能
ソース

class myclass:
    def __init__(self):
        pass

a = myclass
b = a()
print(type(b))

実行結果

<class '__main__.myclass'>

 

属性指定

class myclass:
    def __init__(self):
        self.hoge = "hoge"

a = myclass()
print(a.hoge)

実行結果

hoge

 

属性削除

ソース

class myclass:
    def __init__(self):
        self.hoge = "hoge"

a = myclass()
print(a.hoge)
del a.hoge
print(a.hoge)

実行結果

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/pike/PycharmProjects/Study/c.py", line 8, in <module>
    print(a.hoge)
AttributeError: 'myclass' object has no attribute 'hoge'
hoge

 

メソッド

クラスに定義された関数
selfを引数として持つ。selfは生成されたインスタンス自身
ソース

class A:
    def m1(self):
        print("A.m1")
        self.m2("m1 messeage")
    def m2(self, mes):
        print("A.m2")
        print(mes)

a = A()
a.m1()

実行結果

A.m1
A.m2
m1 messeage

 

コンストラク

インスタンス生成時に呼び出されるメソッド。名前は"__init__"にする
ソース

class A:
    def __init__(self):
        print("A.m1")

a = A()

実行結果

A.m1

 

デストラク

インスタンス削除時に呼び出されるメソッド。名前は"__del__"にする
ソース

class A:
    def __del__(self):
        print("del A")

a = A()
del a

実行結果

del A

 

継承

既存のクラスの派生クラスの定義
定義時に既存クラスを指定。これを基底クラスと呼ぶ
基底クラス未指定の場合、objectクラスを継承
super()で基底クラスのメソッド呼び出しが可能
ソース

class A:
    def __init__(self, arg1):
        self.atr1 = arg1
    def m1(self):
        print("m1")

class B(A):
    def __init__(self, arg1, arg2):
        super().__init__(arg1)
        self.atr2 = arg2
    def m2(self):
        print("m2")

i = B("hoge", "fuga")
print(i.atr1)
print(i.atr2)
i.m1()
i.m2()

実行結果

hoge
fuga
m1
m2

 

メソッドのオーバーライド

継承クラス定義と同名のメソッドを定義するとオーバーライドする
ソース

class K():
    def m(self):
        print("m by K")
    def m2(self):
        print("m2 by K")


class A(K):
    def m(self):
        print("m by A")

a = A()
a.m()
a.m2()

実行結果

m by A
m2 by K

 

多重継承

複数クラスの継承
ソース

class A:
    def m1(self):
        print("m1")

class B:
    def m2(self):
        print("m2")

class C(A, B):
    def m3(self):
        print("m3")


a = C()
a.m1()
a.m2()
a.m3()

実行結果

m1
m2
m3

 
メソッドの検索順が確定できない場合エラー
ソース

class A:
    def m1(self):
        print("m1")

class B():
    def m2(self):
        print("m2")

class C(A, B):
    def m3(self):
        print("m3")

class D(B, A):
    def m4(self):
        print("m4")

class E(C, D):
    def m5(self):
        print("m5")

実行結果

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/pike/PycharmProjects/Study/a.py", line 17, in <module>
    class E(C, D):
TypeError: Cannot create a consistent method resolution
order (MRO) for bases A, B

※CはA→B、DはB→A順で検索。EはC→D順で検索するが、CとDが矛盾する為、エラー(内部実装の話。こういうものだと覚える!)
 
メソッドの検索順はmroメソッドで取得可能
ソース

class A:
    def m1(self):
        print("m1")

class B():
    def m2(self):
        print("m2")

class C(A, B):
    def m3(self):
        print("m3")

a = C()
print(C.mro())

実行結果

[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]

 
Cのインスタンスmroメソッドを参照すると未定義エラーとなる。
ソース

class A:
    def m1(self):
        print("m1")

class B():
    def m2(self):
        print("m2")

class C(A, B):
    def m3(self):
        print("m3")

a = C()
print(a.mro())

実行結果

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/pike/PycharmProjects/Study/a.py", line 14, in <module>
    print(a.mro())
AttributeError: 'C' object has no attribute 'mro'

 

インスタンスアロケータ

__new__メソッドのこと。__init__と似てるが、こりゃ難しい。以下URLも参考。
__new__と__init__とメタクラスと - Qiita
インスタンスアロケータ - Python学習講座
 
__new__の第一引数はクラスオブジェクト(cls)、__new__はインスタンス(self)
ソース

class A():
    def __new__(cls):
        print("A __new__")
        print(cls)

class B():
    def __init__(self):
        print("B __init__")
        print(self)

a = A()
aa = A
print(aa)

print("")
b = B()
print(b)

実行結果

A __new__
<class '__main__.A'>
<class '__main__.A'>

B __init__
<__main__.B object at 0x107abcc18>
<__main__.B object at 0x107abcc18>

 
__new__も__init__もインスタンス生成時に呼び出される
__new__の方が先に呼び出される。__new__の戻り値がsuper().__new__(cls)の場合のみ、__init__が実行される
ソース

class A():
    def __new__(cls):
        print("A __new__")
        return super().__new__(cls)
    def __init__(self):
        print("A __init__")

class B():
    def __new__(cls):
        print("B __new__")
    def __init__(self):
        print("B __init__")

a = A()
b = B()

実行結果

A __new__
A __init__
B __new__

 
return super().__new__(cls)とは?→クラスAのインスタンスである!
参考書籍にも以下記載あり
__new__はインスタンス生成する為に呼び出される。戻り値がクラスのインスタンスなら、そのインスタンスの__init__メソッドが実行される
やっと理解できた!
ソース

class A():
    print("A super().__new__(cls)")
    def __new__(cls):
        print(super().__new__(cls))
        return super().__new__(cls)
    def __init__(self):
        self.hoge = "A"

a = A()
print(a)

実行結果

A super().__new__(cls)
<__main__.A object at 0x107595cc0>
<__main__.A object at 0x107595cc0>

 
インスタンスアロケータの用途は?→参考書籍やURLを読み、以下と理解した
イミュータブル(変更不可)なクラス(int等)を継承しても、イミュータブルだからメソッドや属性を__init__ではオーバーライドできない(エラーになる)。ただ__new__ならできる。
ソース

class A(int):
    def __init__(self):
        self.hoge = "A"

a = A()
print("test")

実行結果

test

 
しかし以下コードを実行したが。。。エラーにならない。。。理解を誤ってるのだろう
ソース

class A(int):
    def __init__(self):
        self.real = 2

a = A()

実行結果

 
こういうことかも
__init__はself(インスタンス)を引数にする=既にインスタンス生成後の処理→なのでインスタンス生成前の処理をオーバーライドできない。→__new__ならできる!
intを継承したクラスでインスタンス生を成し、その値が常に2になるクラスを実装する場合
__init__ではできない。ダメ元で以下コードで試す
ソース

"""
# intの__init__メソッドのソースコードの内容。passしてるだけ。

def __init__(self, x, base=10):
    pass
"""

class A(int):
    def __init__(self, x, base=10):
        x = "2"
        pass

a = A("1")
print(a)

実行結果

1

 
__new__でインスタンス生成時の引数を2に変更!
ソース

class A(int):
    def __new__(cls, s):
        s = "2"
        return super().__new__(cls, s)

a = A("1")
print(a)

実行結果

2