Python __new__ 與 __init__ 差異深度解析：實例建立流程、新式類與經典類、物件創建可控性

Python 物件實例化涉及 __new__ 與 __init__ 兩個關鍵方法。__new__ 負責建立實例（配置記憶體），__init__ 負責初始化實例。本文深入剖析兩者調用順序、參數差異、返回值約束、新式類與經典類差異，並示範自訂實例建立邏輯。

新式類 vs 經典類

實例建立流程

1. 呼叫 ClassName(...) 觸發 __new__
2. __new__(cls, *args, **kwargs) 接收類別物件 cls (type 類型)
3. __new__ 必須回傳實例 (通常呼叫 super().__new__(cls) 或 object.__new__(cls))
4. 回傳的實例作為 self 傳給 __init__
5. __init__(self, *args, **kwargs) 初始化實例屬性
6. 最終回傳實例給呼叫者

程式碼驗證調用順序

class Display(object):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        print("init")

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("new")
        print(type(cls))  # 
        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)

a = Display()
# 輸出：
# new
# 
# init

跨類別借用 __new__

class Another(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("newano")
        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)

class Display(object):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        print("init")
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("newdis")
        return Another.__new__(cls, *args, **kwargs)

a = Display()
# 輸出：
# newdis
# newano
# init

結論：__new__ 決定實例的「出生」，__init__ 決定實例的「成長」；兩者可解耦。

實際應用場景

• 單例模式：在 __new__ 控制實例唯一性
• 不可變物件：__new__ 建立後凍結狀態
• 物件池/快取：__new__ 回傳現有實例
• 子類別替換：__new__ 依參數回傳不同子類實例
• 元類配合：__new__ 在類別建立時介入

單例模式範例

class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = object.__new__(cls)
        return cls._instance

a = Singleton()
b = Singleton()
print a is b  # True

關鍵差異總結表