Атрибуты класса и атрибуты экземпляра

Атрибуты из прошлого урока принадлежали конкретному объекту: у каждого игрока своё имя и здоровье. Но у сущностей есть и общее: у всех заказов одна валюта, у всех роботов — версия прошивки, у всех домов — материал по умолчанию. Дублировать общее в каждом объекте расточительно — для этого у класса есть собственные атрибуты.

Атрибут класса: один на всех

Атрибут класса записывается в теле класса, вне методов. Читать его можно и через экземпляр, и через сам класс. А вот записывать через экземпляр опасно: присваивание first.material = "дерево" создаёт атрибут экземпляра, который заслоняет общий, — сам атрибут класса при этом не меняется. Присваивание через экземпляр создаёт атрибут экземпляра и заслоняет атрибут класса, но не меняет его.

class House:
    material = "кирпич"

    def __init__(self, address):
        self.address = address

first = House("ул. Липовая, 7")
second = House("пр. Мира, 1")

first.material = "дерево"

print(first.material)
print(second.material)
print(House.material)

дерево
кирпич
кирпич

class House:
    material = "кирпич"

h = House()
print(h.material)

h.material = "дерево"
print(h.material)

del h.material
print(h.material)

кирпич
дерево
кирпич

Поведение объясняется порядком поиска атрибута. Читая h.material, Python смотрит сначала в атрибутах экземпляра, затем в атрибутах класса, затем в родителях класса — о порядке в сложных иерархиях расскажет урок про MRO. Нашлось «дерево» в экземпляре — классовое «кирпич» осталось нетронутым. Удалили del-ом — поиск провалился ниже и снова достал классовое значение. Чтобы сменить значение для всех сразу, присваивайте через класс: House.material = "бетон". Но правило работает лишь для неизменяемых значений — числа и строки переприсваиваются целиком. Списки и словари не переприсваивают, а изменяют на месте — и здесь начинается главная ловушка.

Ловушка изменяемого атрибута класса

class Robot:
    parts = []

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def add_part(self, part):
        self.parts.append(part)

roby = Robot("Роби")
wally = Robot("Валли")

roby.add_part("манипулятор")

print(roby.parts)
print(wally.parts)

['манипулятор']
['манипулятор']

1. Метод add_part выполняет self.parts.append(part): Python ищет parts у экземпляра, не находит и берёт общий список класса;
2. append изменяет список на месте — присваивания нет, а значит, нет и шанса создать личный атрибут;
3. у Роби и Валли один и тот же список, поэтому деталь «появилась» у обоих — код ошибок не печатал, данные просто общие.

class Robot:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.parts = []

    def add_part(self, part):
        self.parts.append(part)

roby = Robot("Роби")
wally = Robot("Валли")

roby.add_part("манипулятор")

print(roby.parts)
print(wally.parts)

['манипулятор']
[]