核心概念： 在Python面向对象编程中，类方法、__new__和__init__方法扮演着不同的角色。理解它们的区别和适用场景是掌握Python类设计的关键。

一、类方法（@classmethod）

类方法是绑定到类而不是对象的方法。它们可以通过类本身调用，也可以通过类的实例调用。

C

类方法的核心特点

  • 使用@classmethod装饰器定义
  • 第一个参数是类本身（通常命名为cls）
  • 可以访问类属性，但不能访问实例属性
  • 常用于创建替代构造函数或操作类级别数据

类方法示例代码：

classmethod_demo.py 
class Employee:
    raise_percent = 1.04  # 类属性
    
    def __init__(self, name, salary):
        self.name = name
        self.salary = salary
    
    @classmethod
    def set_raise_percent(cls, percent):
        """类方法用于修改类属性"""
        cls.raise_percent = percent
    
    @classmethod
    def from_string(cls, emp_str):
        """替代构造函数：从字符串创建实例"""
        name, salary = emp_str.split('-')
        return cls(name, float(salary))

# 使用类方法修改类属性
Employee.set_raise_percent(1.05)
print(Employee.raise_percent)  # 输出: 1.05

# 使用类方法作为替代构造函数
emp_str = 'John-70000'
emp = Employee.from_string(emp_str)
print(emp.name)    # 输出: John
print(emp.salary)  # 输出: 70000.0

二、__new__方法

__new__方法负责创建类的新实例，它是一个静态方法（特殊情况下不需要@staticmethod装饰器），在__init__之前调用。

N

__new__方法的核心特点

  • 第一个参数是类本身（通常命名为cls）
  • 必须返回一个实例对象（通常是类的实例）
  • 控制实例创建过程，可用于实现单例模式、自定义对象创建等
  • 在__init__之前调用

__new__方法示例代码：

new_method_demo.py 
class Singleton:
    _instance = None
    
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        """实现单例模式"""
        if not cls._instance:
            # 创建新实例
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

class CustomObject:
    def __new__(cls, value):
        """自定义对象创建过程"""
        print("__new__ 方法被调用")
        # 创建实例
        instance = super().__new__(cls)
        # 可以在这里设置初始属性
        instance.created_at = "2023-01-01"
        return instance
    
    def __init__(self, value):
        print("__init__ 方法被调用")
        self.value = value

# 单例模式测试
s1 = Singleton()
s2 = Singleton()
print(s1 is s2)  # 输出: True

# 自定义对象创建
obj = CustomObject(10)
print(obj.value)       # 输出: 10
print(obj.created_at)  # 输出: 2023-01-01

三、__init__方法

__init__方法是Python中最常用的特殊方法，用于初始化新创建的对象实例。

I

__init__方法的核心特点

  • 在__new__方法之后调用
  • 第一个参数是实例本身（通常命名为self）
  • 不返回任何值（应该返回None）
  • 用于设置实例的初始状态和属性
  • 不是构造函数（对象创建由__new__完成）

__init__方法示例代码：

init_method_demo.py 
class Person:
    def __init__(self, name, age):
        """初始化新创建的对象实例"""
        self.name = name
        self.age = age
        self.created_at = "2023-01-01"
    
    def introduce(self):
        print(f"大家好，我是{self.name}，今年{self.age}岁。")

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, student_id):
        """在子类中扩展初始化"""
        super().__init__(name, age)  # 调用父类的__init__
        self.student_id = student_id
    
    def introduce(self):
        print(f"我是学生{self.name}，学号{self.student_id}，今年{self.age}岁。")

# 使用__init__初始化对象
p = Person("Alice", 30)
p.introduce()  # 输出: 大家好，我是Alice，今年30岁。

s = Student("Bob", 20, "S12345")
s.introduce()  # 输出: 我是学生Bob，学号S12345，今年20岁。

四、三种方法对比

特性 类方法 (@classmethod) __new__ 方法 __init__ 方法
调用顺序 任何时候显式调用 实例创建时首先调用 在__new__之后调用
第一个参数 cls (类本身) cls (类本身) self (实例本身)
主要用途 操作类属性、替代构造函数 控制实例创建过程 初始化实例属性
返回值 任意类型 必须返回实例对象 应该返回None
是否必需 可选 通常不需要重写 常用但非必需
继承行为 子类调用时传入子类 可被子类重写 子类需显式调用父类实现
重要提示： 在大多数情况下，你应该使用__init__方法进行初始化操作。只有在需要控制对象创建过程（如实现设计模式）时才需要重写__new__方法。

五、实际应用场景

何时使用类方法？

  • 创建替代构造函数（如从不同数据源创建对象）
  • 修改类级别状态（如配置、常量）
  • 在继承中实现多态行为

何时使用__new__方法？

  • 实现单例模式或对象池
  • 创建不可变类型的子类
  • 自定义元类时控制类创建过程
  • 返回现有实例而不是创建新实例

何时使用__init__方法？

  • 初始化新实例的属性
  • 设置对象初始状态
  • 验证传入参数的有效性
  • 建立对象间的关联关系