Jupyter Notebook中Python类出现异常行为，是Bug还是正常特性？

你的判断完全正确，该现象是Jupyter内核的命名空间持久化特性 + Python类的定义逻辑共同导致的，具体解释如下：

1. 新Notebook直接运行报错的原因 #

Python定义类的执行逻辑是：先完整执行类体中所有顶层代码，最后才会把类名绑定到创建完成的类对象上。
你修改后的代码在类体中直接调用MyClass(name='id')初始化类变量Instances，此时MyClass还没有完成绑定，干净环境中没有这个名字的对象，自然会抛出NameError。

2. 旧Notebook不报错但ID异常的原因 #

Jupyter内核会持久保存所有运行过的代码产生的全局变量，除非你手动重启内核：

• 你第一次运行第一版MyClass代码时，全局命名空间已经把MyClass绑定到了初始版本的类对象上，同时初始版本的Instances类变量已经因为你之前的测试操作存储了至少1个实例。
• 当你修改代码后重新运行类定义单元格时，类体中执行Instances = [MyClass(name='id')]用到的MyClass，是全局命名空间中已经存在的旧版类对象，而非你正在定义的新版本类，所以不会报NameError。
• 此时构造占位实例调用的是旧版类的__init__方法，计算id时取的是旧版类Instances列表的长度，所以这个占位实例的id属性被赋值为1，随后你把这个实例存入了新版类的Instances列表作为初始值。
• 后续你新建实例调用新版类的__init__时，新版类的Instances已经有1个占位实例，所以新实例的id也被计算为1，就出现了你看到的两个实例id都是1的异常输出。

正确实现方式 #

如果要添加索引0的占位实例，不要在类定义体内直接构造，要等类定义完成后再操作：

class MyClass:
    Instances = []
    
    def __init__(self,name=None):
        self.id = len(MyClass.Instances)
        MyClass.Instances.append(self)
        
        if name is None:
            self.name = 'Class %s' % self.id
        else:
            self.name = name
    
    def show(self):
        print('Name: %s\nId: %s' % (self.name, self.id))

    @staticmethod
    def instance_at(i : int):
        if i >= len(MyClass.Instances):
            raise ValueError("Instance does not exist")
        return MyClass.Instances[i]

# 类定义完成后追加占位实例
MyClass.Instances.append(MyClass(name='id'))

测试时你会看到新建的第一个用户实例id为1，name为Class 1，符合你的预期，且干净环境下直接运行也不会报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nez