python 类中方法总结 --- 实例方法、类方法、静态方法
在python的类语法中，可以出现三种方法，具体如下：
（1）实例方法
1）第一个参数必须是实例本身，一般使用【self】表示。
2）在实例方法中，可以通过【self】来操作实例属性，【类名】来操作类属性。
3）实例方法只能通过实例对象去调用，尽管也可以通过类名间接调用【类名.方法名(self, ...)】，但此时仍然需要传入self对象。
（2）类方法
1）使用【@classmethod】修饰函数，且第一个参数必须是类本身，一般使用【cls】表示。
2）在类方法中，可以使用【cls=类名】来操作类属性，但是不能操作实例属性（self对象中存储的变量）。
3）类方法可以通过实例对象或者类对象调用。
（3）静态方法
1）使用【@staticmethod】修饰函数，不需要使用任何参数表示。与普通函数一样，只是将该方法放到了类中实现而已。
2）使用方式与类方法一样，参考类方法中的 2）、3）。（注：静态方法只能通过【类名】去操作类属性；）
案例1：实例方法、类方法、静态方法使用
class Foo(object): """类三种方法语法形式""" count = 0 # 统计实例对象的数量 class_method_count = 0 # 统计类方法的调用次数 # 实例方法 def __init__(self, name): self.name = name Foo.count += 1 # 实例方法 def instance_method(self): print("是类{}的实例方法，只能被实例对象调用".format(Foo)) print("产生了一个<{}>实例，共有<{}>个实例对象".format(self.name, Foo.count)) # 类方法 @classmethod def class_method(cls): print("是类{}的类方法，可以被实例对象、类对象调用".format(cls)) cls.__static_method_test() cls.class_method_count += 1 # 静态方法 @staticmethod def static_method(): print("是类{}的静态方法，可以被实例对象、类对象调用".format(Foo)) print("+++以下内容为类方法class_method()的运行结果：") Foo.class_method() @staticmethod def __static_method_test(): print("调用了静态方法 static_method_test()") print("--"*20 + "实例方法测试" + "--"*20) obj1 = Foo("dog") obj1.instance_method() # <=> Foo.instance_method(obj1) print("--"*20 + "类方法测试" + "--"*20) obj1.class_method() print("--"*20) Foo.class_method() print("--"*20 + "静态方法测试" + "--" * 20) obj1.static_method() print("--"*20) Foo.static_method() """ 运行结果： ----------------------------------------实例方法测试---------------------------------------- 是类<class '__main__.Foo'>的实例方法，只能被实例对象调用 产生了一个<dog>实例，共有<1>个实例对象 ----------------------------------------类方法测试---------------------------------------- 是类<class '__main__.Foo'>的类方法，可以被实例对象、类对象调用 调用了静态方法 static_method_test() ---------------------------------------- 是类<class '__main__.Foo'>的类方法，可以被实例对象、类对象调用 调用了静态方法 static_method_test() ----------------------------------------静态方法测试---------------------------------------- 是类<class '__main__.Foo'>的静态方法，可以被实例对象、类对象调用 +++以下内容为类方法class_method()的运行结果： 是类<class '__main__.Foo'>的类方法，可以被实例对象、类对象调用 调用了静态方法 static_method_test() ---------------------------------------- 是类<class '__main__.Foo'>的静态方法，可以被实例对象、类对象调用 +++以下内容为类方法class_method()的运行结果： 是类<class '__main__.Foo'>的类方法，可以被实例对象、类对象调用 调用了静态方法 static_method_test() """
从案例1中得到，类方法与静态方法可以相互调用，但是静态方法只能用【类名】表示，而类方法用【cls】就比较方便了。
案例2：实例方法、类方法、静态方法在继承中（子类重写父类中的方法）的使用
class Foo(object): X = 1 Y = 14 @staticmethod def average(*mixes): print("父类中的静态方法 average(*mixes)") print("*****", mixes) return sum(mixes) / len(mixes) @staticmethod def static_method(): print("父类中的静态方法 static_method()") return Foo.average(Foo.X, Foo.Y) # 注：因为这儿已经限定了只允许调用父类中的average() @classmethod def class_method(cls): # 父类中的类方法 print("父类中的类方法 class_method(cls)") return cls.average(cls.X, cls.Y) # 注：若用子类对象调用该函数，此时的cls==Son，故调用子类重写后的average() class Son(Foo): @staticmethod def average(*mixes): # "子类中重载了父类的静态方法" print("子类中重载了父类的静态方法 average(*mixes)") print("*****", mixes) return sum(mixes) / len(mixes) print(Son.average(1, 2, 3), "\n" + "---" * 20) print(Son.class_method(), "\n" + "---" * 20) print(Son.static_method(), "\n" + "---" * 20) """ 运行结果： ------------------------------------------------------------ 子类中重载了父类的静态方法 average(*mixes) ***** (1, 2, 3) 2.0 ------------------------------------------------------------ 父类中的类方法 class_method(cls) 子类中重载了父类的静态方法 average(*mixes) ***** (1, 14) 7.5 ------------------------------------------------------------ 父类中的静态方法 static_method() 父类中的静态方法 average(*mixes) ***** (1, 14) 7.5 ------------------------------------------------------------ """
从案例2中得到，子类对象调用父类中的 类方法 class_method(cls) 时，由于【cls】此时为【Son】，故会执行子类中的类方法、静态方法、静态属性；进一步推断出，类方法中【cls】取决于类方法的调用者，只有发生类方法调用后才能知道执行结果。而父类中静态方法 static_method()只能调用父类中类方法、静态方法、静态属性，与静态方法的调用者无关；进一步推断，静态方法可以提前预知程序的执行结果，如执行当前类中的某个类方法或静态方法。
对案例2做一个多态测试，添加代码如下：
def test_polymorphic(foo): """ 多态测试 :param foo: 父类对象 :return: None """ print(f.average(1, 2, 3)) f = Foo() test_polymorphic(f) print("----"*10) f = Son() # 会触发多态 test_polymorphic(f) """ 父类中的静态方法 average(*mixes) ***** (1, 2, 3) 2.0 ---------------------------------------- 子类中重载了父类的静态方法 average(*mixes) ***** (1, 2, 3) 2.0 """
继续做多态测试，添加代码如下：
def test_polymorphic(foo): """ 多态测试 :param foo: 父类对象 :return: None """ print(f.class_method()) f = Foo() test_polymorphic(f) print("----"*10) f = Son() # 会触发多态 test_polymorphic(f) """ 父类中的类方法 class_method(cls) 父类中的静态方法 average(*mixes) ***** (1, 14) 7.5 ---------------------------------------- 父类中的类方法 class_method(cls) 子类中重载了父类的静态方法 average(*mixes) ***** (1, 14) 7.5 """
案例3：使用类方法或静态方法初始化类（可以自定义类的初始方式）
class Book(object): def __init__(self, title): self.__title = title @classmethod def object_create_by_class_method(cls, title_list): """ 使用生成器实例化多个对象 :param title_list: 每个对象的初始化参数，List :return:迭代器，每个实例化对象 """ for title in title_list: yield cls(title=title) @staticmethod def object_create_by_static_method(title_list): # 功能与类方法一样 for title in title_list: yield Book(title=title) @property def title(self): return self.__title @title.setter def title(self, value): if not isinstance(value, str): raise TypeError('%s must be str' % value) self.__title = value @title.deleter def title(self): del self.__title # raise TypeError('Can not delete') books = ["Chinese", "mathematics", "English"] g_books = Book.object_create_by_class_method(books) print(g_books) # <generator object Book.object_create_by_class_method at 0x000001FB72AFEEC8> print(g_books.__next__().title) # 查看书的title -- Chinese print(g_books.__next__().title) # 查看书的title -- mathematics book = g_books.__next__() # 得到一个实例化对象 print(book.title) # 查看书的title -- English print(book.__dict__) # {'_Book__title': 'English'} book.title = "英语" # 修改属性 print(book.title) # 查看书的title -- 英语 print(book.__dict__) # {'_Book__title': '英语'} del book.title # 删除属性 print(book.__dict__) # {}
从案例3中得到，使用类方法或者静态方法可以自定义类的初始化方式，本案例中实现的功能是使用生成器批量创建多个对象。同时，案列中使用了【property】属性，property的作用相当于执行了某个函数，并获得该函数的返回值；其使用方式有3种，分别为【@property --- get】、【@函数名.setter --- set】、【@函数名.deleter --- del】，后二种必须在第一种使用的情况下才能使用，在表现形式上就是通过实例化对象间接访问属性。
最后，我们对案例3做微小改变，来看看实例方法、类方法、静态方法与类、对象之间的关系，代码如下：
class Book(object): @classmethod def object_create_by_class_method(cls): pass @staticmethod def object_create_by_static_method(): pass def instance_method(self): pass book = Book() print(book.instance_method) # 方法（绑定到对象：发生调用时，将【实例对象=self】自动作为第一个参数传入实例方法中） print(book.object_create_by_class_method) # 方法（绑定到类：发生调用时，将【类=cls】自动作为第一个参数传入类方法中） print(book.object_create_by_static_method) # 普通函数（非绑定：发生调用时，不需要传入任何参数，如self，cls） print(Book.instance_method) # 普通函数（非绑定，因为实例方法就存储在类的命名空间中） print(Book.object_create_by_class_method) # 绑定到类 print(Book.object_create_by_static_method) # 普通函数（非绑定） """ <bound method Book.instance_method of <__main__.Book object at 0x000002481CEDE988>> <bound method Book.object_create_by_class_method of <class '__main__.Book'>> <function Book.object_create_by_static_method at 0x000002481D12C828> <function Book.instance_method at 0x000002481D12C8B8> <bound method Book.object_create_by_class_method of <class '__main__.Book'>> <function Book.object_create_by_static_method at 0x000002481D12C828> """
可以发现，
1）类中的实例方法都绑定了实例对象，故建议使用实例对象调用实例方法；
2）类中的类方法都绑定了类，故建议使用类对象调用类方法，即使使用实例对象调用类方法，仍然自动将【类名】作为第一个参数传入类方法。
3）而对于静态方法而言，无论使用实例对象或者类对象调用其方法都不会自动进行参数传递，故不做限制。
4）若能用类解决的问题，就将类中的方法定义为类方法，这样可以避免实例化对象的开销。
绑定与非绑定的参考链接：
