Python基础--类方法、实例方法、静态方法

一、什么是类和实例

类（Class） 是一个蓝图或模板，它定义了对象的行为和属性。例如，你可以把“汽车”作为一个类，它定义了所有汽车共有的属性（比如颜色、品牌）和行为（比如启动、刹车）。

实例（Instance） 是类的具体对象。每一个具体的对象都是一个类的实例，比如“我的红色宝马车”就是“汽车”类的一个实例。

二、什么是类属性和实例属性

类属性（Class Attributes）：

类属性是属于类本身的属性，所有的实例都共享这些属性。
比如，我们可以在类中定义一个类属性 total_cars 来记录创建的汽车总数，这个属性是所有汽车实例共享的。

实例属性（Instance Attributes）：

实例属性是属于实例的属性，每个实例（对象）都有自己独立的属性。
比如，每辆汽车都有自己的颜色、品牌等，这些是每个实例（每辆车）独有的，不会共享。

三、实例方法、类方法和静态方法的详细讲解

1. 实例方法（Instance Method）

定义：实例方法是和某个具体的实例（对象）相关的方法。它需要通过类的实例来调用，并且在方法内部可以访问和修改实例的属性。

特点：

第一个参数是 self，代表当前调用该方法的实例。
它可以访问实例属性和修改实例的状态。

例子：

class Car:
    def __init__(self, color, brand):
        self.color = color  # 这是实例属性
        self.brand = brand  # 这是实例属性
    
    def start(self):
        print(f"The {self.color} {self.brand} car is starting.")

# 创建一个汽车实例
my_car = Car("red", "BMW")

# 调用实例方法
my_car.start()  # 输出: The red BMW car is starting.

这里的 start 方法就是实例方法，它通过 self 来访问和修改实例的属性（如 self.color 和 self.brand）。
my_car.start() 是通过 my_car 这个实例来调用 start 方法的。

什么时候用实例方法：

当你需要根据每个实例的具体数据进行操作时，使用实例方法。
比如，如果每辆车有不同的颜色、品牌等属性，你就会用实例方法来操作这些属性。

2. 类方法（Class Method）

定义：类方法是与类本身相关的方法，而不是某个实例。类方法通过类来调用，并且第一个参数是 cls，代表当前类。

特点：

第一个参数是 cls，代表当前调用该方法的类。
它不能访问实例的属性（因为没有 self 参数），只能访问类级别的属性。

例子：

class Car:
    total_cars = 0  # 这是类属性，记录总的汽车数
    
    def __init__(self, color, brand):
        self.color = color
        self.brand = brand
        Car.total_cars += 1  # 每创建一辆车，就增加 total_cars

    @classmethod
    def get_total_cars(cls):
        print(f"Total cars created: {cls.total_cars}")

# 创建汽车实例
car1 = Car("red", "BMW")
car2 = Car("blue", "Toyota")

# 调用类方法
Car.get_total_cars()  # 输出: Total cars created: 2

get_total_cars 是一个类方法，它通过 cls 参数访问类属性 total_cars。
类方法通过 Car.get_total_cars() 来调用，而不是通过实例来调用。

什么时候用类方法：

当你需要访问或修改类级别的属性（而不是实例的属性）时，使用类方法。
比如，记录所有创建的汽车总数，total_cars 是类级别的属性，所有实例共享这个属性。

3. 静态方法（Static Method）

定义：静态方法与类和实例都没有直接关系。它像一个普通的函数，通常用于执行一些独立的功能，和类的实例或者类本身没有直接的交互。

特点：

静态方法不需要接受 self 或 cls 参数。
它只是一个普通函数，可以通过类或实例来调用。

例子：

class Car:
    @staticmethod
    def calculate_speed(distance, time):
        return distance / time  # 计算速度，和类或实例无关

# 调用静态方法
print(Car.calculate_speed(100, 2))  # 输出: 50.0