python3.9のインスタンス作成後にtypeがNone Typeになってしまう原因

Question

スペシャルメソッドを挙動を確認しています。

クラスのインスタンス化するときは、カッコつきでインスタンス化するはずですが、type()の結果がNone Typeになり、カッコなしでインスタンス化した場合には、type()がtypeになります。

なぜ、カッコつきでインスタンス化できないのか、またカッコなしでインスタンス化したときの<class 'type'>は何を指しているのか、についてご教示いただけませんでしょうか？

__call__メソッドについても勉強していますが、なんのために存在し、どう利用できるかも理解できずにいます。
__init__とnewの違いは理解しています。

読んだ記事のURL: ①、②、③

class SpecialMethods:
    print("class variable")

    def __init__(self):
        print("print method in __init__")

    def __new__(self):
        print("print method in __new__")

    def __call__(self):
        print("print method in __call__")

実行結果

 $ python
Python 3.9.2 (v3.9.2:1a79785e3e, Feb 19 2021, 09:06:10) 
[Clang 6.0 (clang-600.0.57)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from xxx import SpecialMethods
class variable
>>> cls = SpecialMethods()
print method in __new__
>>> type(cls)
<class 'NoneType'>
>>> cls = SpecialMethods
>>> type(cls)
<class 'type'>

Comments

[meg_]

> initとnewの違いは理解しています。
どのように理解されていますか？

[sequelanonymous]

initの前の処理されるスペシャルメソッドと理解しています。newで返した値がinitに渡されてinitで処理されるという理解でいます。当質問の回答と関連する箇所でしょうか？

[meg_]

> newで返した値がinitに渡されてinitで処理されるという理解でいます。当質問の回答と関連する箇所でしょうか？
既に回答が付いていますが、上記文章と質問のコードとの差異が答えそのものかと思います。

Answer 1

「newで返した値がinitに渡されてinitで処理されるという理解でいます。」と書かれているとおり、___new___はインスタンス生成前に呼ばれて、インスタンスを生成して返すのが仕様ですが、提示のコードは何も返していません。 なので、呼んでもインスタンスが生成されないのです。

    def __new__(cls):
        print("print method in __new__")
        self = super().__new__(cls)
        return self

このように書き換えれば正常に動作します。
また、インスタンスを生成すると___init___も呼ばれるようになります。

__call__については、「インスタンスが関数として呼ばれたときにどのような動作をするか」を定義するものです。どのように使うかは設計によります。

Comments

[ppaul]

インスタンス生成前に呼ばれるのは__new__の方ですね。

[TakaiY]

ああ、そうですね。 修正しました。

[sequelanonymous]

ご回答ありがとうございます！callについても理解しました。一点ご確認させてください。

> _new_はインスタンス生成前に呼ばれて、インスタンスを生成して返す
ここでいうインスタンスとは、SpecialMethodsクラスがインスタンス化する前に呼ばれて、インスタンス化されたあとに_new_の返り値が返る。
そのため、 self = super().__new__(cls)を追記することで継承している基底クラスのnew関数に引数としてこのクラスが継承したクラスのnew関数にわたし、先に継承もとののnew関数を実行することでインスタンス化される、という理解であっていますでしょうか？

[TakaiY]

基本的には合ってます。
pythonでクラスのインスタンスを生成する方法がわかるのであれば、親クラス(基底クラスでなく)の__new__は呼ばなくてはならないわけではありません。ただ、通常はそにょうな方法でクラスをインスタンス化します。

Answer 2

TakaiYさんの回答の補足です。

カッコつきでインスタンス化できないのか

インスタンス化はある意味ではしています。
__new__が値を返していないというのは、Noneを返しているのと同じです。

>>> class SpecialMethods:
...     print("class variable")
...     def __init__(self):
...         print("print method in __init__")
...     def __new__(self):
...         print("print method in __new__")
...     def __call__(self):
...         print("print method in __call__")
...
class variable
>>> sm = SpecialMethods()
print method in __new__
>>> sm == None
True

カッコなしでインスタンス化したときの<class 'type'>は何を指しているのか

カッコなしでインスタンス化はしていません。
SpecialMethodsというクラスの型はtypeであるということを示しています。

callメソッドについても勉強していますが、なんのために存在し、どう利用できるかも理解できずにいます。

TakaiYさんの修正後のクラスで以下のようにやってみれば意味はわかると思います。

>>> class SpecialMethods2:
...     print("class variable")
...     def __init__(self):
...         print("print method in __init__")
...     def __new__(cls):
...         print("print method in __new__")
...         self = super().__new__(cls)
...         return self
...     def __call__(self):
...         print("print method in __call__")
...
class variable
>>> sm = SpecialMethods2()
print method in __new__
print method in __init__
>>> sm()
print method in __call__

Comments

[sequelanonymous]

一つ一つご回答ありがとうございます！いくつかご確認させてください。
もともとのコードでpythonコンソールをつかって確認しています。

>>> from singleton import SpecialMethods
class variable
>>> s = SpecialMethods
>>> a = SpecialMethods()
method in __new__
>>> s
<class 'singleton.SpecialMethods'>
>>> s == None
False
>>> a
>>> type(s)
<class 'type'>
>>> type(a)
<class 'NoneType'>
>>> s()
method in __new__

1) そもそも、importしただけでなぜprint文がアウトプットされるのがきになっています。

2) カッコなしでインスタンス化できないということでしたが、上記のアウトプットのようにNoneでfalseにはならず、これはなにをアウトプットしているのか気になっています。

3) カッコなしで変数sにいれたあと、 s()と実行すると、newの関数がよばれてます。これは、インスタンス化されていないとなると、何がおきていることになりますでしょうか？

4) 公式ドキュメントでもクラスの型としてのtypeを探しているのですが、見当たらずでして、もし理解の手助けになりそうなURLなどがありましたらご教示いただけますと助かります。

すみません、長文になってしまいましたが、この辺いつもあやふやにしていたのでいい加減ちゃんと理解しておきたいなと思い、ご質問させていだたきました！お手すきのさいにでもお答えいただけますと助かります。