在 Python 3 中，__new__ 和 __init__ 都是对象创建过程中的特殊方法（魔术方法），但它们的职责、调用时机和用途完全不同。理解它们的区别对掌握 Python 面向对象机制非常重要。

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一、核心区别概览

特性	__new__	__init__
作用	创建对象实例（分配内存）	初始化对象（设置属性）
调用时机	在对象创建时最先调用	在 __new__ 返回实例后调用
返回值	必须返回一个实例（通常是 cls 的实例）	不返回任何值（应返回 None）
是否可省略	通常不需要自定义（除非控制实例创建）	通常需要自定义来初始化属性
类方法 or 实例方法	静态方法（实际是类方法，第一个参数是 cls）	实例方法（第一个参数是 self）

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二、详细说明

1. __new__：负责“造”对象

• 是真正的构造器（constructor），负责创建并返回一个新的实例。
• 签名通常是：

  def __new__(cls, *args, **kwargs):
      # 创建实例
      instance = super().__new__(cls)
      return instance  # 必须返回一个实例

• 如果 __new__ 没有返回 cls 的实例，则 __init__ 不会被调用！
• 常用于：
  • 实现单例模式
  • 控制实例创建（如返回缓存对象）
  • 不可变类型（如 int, str, tuple）的子类化

✅ 示例：自定义 __new__

class Person:
    def __new__(cls, name, age):
        print("1. __new__ 被调用")
        instance = super().__new__(cls)  # 创建实例
        return instance  # 返回实例

    def __init__(self, name, age):
        print("2. __init__ 被调用")
        self.name = name
        self.age = age

p = Person("Alice", 30)
# 输出：
# 1. __new__ 被调用
# 2. __init__ 被调用

2. __init__：负责“装”对象

• 是初始化器（initializer），负责给已创建的实例设置初始状态（如属性赋值）。
• 它不创建对象，只在对象已经存在后运行。
• 不能有返回值（如果写了 return 且不是 None，会报错）。

✅ 示例：__init__ 不能返回值

class BadExample:
    def __init__(self):
        return "hello"  # ❌ TypeError: __init__ should return None

# BadExample() 会报错

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三、关键行为：__new__ 决定是否调用 __init__

class Demo:
    def __new__(cls):
        print("__new__ called")
        # 不返回 cls 的实例！
        return "Not an instance"

    def __init__(self):
        print("__init__ called")  # ❌ 这行永远不会执行！

obj = Demo()
print(obj)  # 输出: Not an instance
# 注意：obj 不是 Demo 的实例！
print(type(obj))  # <class 'str'>

✅ 只有当 __new__ 返回的是 当前类（或其子类）的实例 时，Python 才会自动调用 __init__。

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四、典型应用场景

场景1：实现单例模式（Singleton）

class Singleton:
    _instance = None
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance  # 总是返回同一个实例

s1 = Singleton()
s2 = Singleton()
print(s1 is s2)  # True

场景2：继承不可变类型（如 int）

class PositiveInt(int):
    def __new__(cls, value):
        if value < 0:
            value = 0
        return super().__new__(cls, value)

x = PositiveInt(-5)
print(x)  # 0 （因为 int 是不可变的，必须在 __new__ 中处理）

💡 对于不可变类型（str, int, tuple 等），必须在 __new__ 中完成“初始化”，因为 __init__ 无法修改已创建的实例。

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五、总结口诀

• __new__ 负责“生”（创建实例）
• __init__ 负责“养”（初始化属性）
• 先 __new__，后 __init__
• __new__ 返回啥，__init__ 才有机会干活
• 普通类一般只写 __init__；特殊需求才动 __new__

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✅ 绝大多数情况下，你只需要重写 __init__。只有当你需要控制对象的创建过程（如单例、元类、不可变对象等）时，才需要自定义 __new__。