在本教程中，我將幫助解開類方法、靜態(tài)方法和常規(guī)實例方法背后的秘密。

如果您對它們之間的差異有了直觀的理解，您將能夠編寫面向?qū)ο蟮腜ython，它可以更清楚地傳達(dá)其意圖，并且從長遠(yuǎn)來看更易于維護(hù)。

實例，類，靜態(tài)方法-概述

讓我們從編寫一個（Python 3）類開始，該類包含所有三種方法類型的簡單示例：

class MyClass:     def method(self):         return 'instance method called', self     @classmethod     def classmethod(cls):         return 'class method called', cls     @staticmethod     def staticmethod():         return 'static method called'

注意：對于Python 2用戶：@staticmethod和@classmethod修飾符從Python 2.4開始就可以使用了，這個示例將起作用照原樣。您可以選擇使用class MyClass(object):語法聲明從object繼承的新樣式類，而不是使用普通的class MyClass:聲明。除此之外，您還可以繼續(xù)使用

實例方法

MyClass調(diào)用的第一個方法method是常規(guī)實例方法。這是您大多數(shù)時候會使用的基本，簡潔的方法類型。您可以看到該方法self帶有一個參數(shù)，它指向MyClass該方法何時被調(diào)用的實例（但當(dāng)然實例方法可以接受多個參數(shù)）。

通過該self參數(shù)，實例方法可以自由訪問同一對象上的屬性和其他方法。在修改對象的狀態(tài)時，這賦予了他們很多功能。

實例方法不僅可以修改對象狀態(tài)，而且還可以通過self.__class__屬性訪問類本身。這意味著實例方法也可以修改類狀態(tài)。

類方法

讓我們將其與第二種方法進(jìn)行比較MyClass.classmethod。我用@classmethod裝飾器標(biāo)記了此方法，以將其標(biāo)記為類方法。

當(dāng)self調(diào)用方法時，類方法不接受參數(shù)，而是采用cls指向類的參數(shù)，而不是對象實例。

因為類方法只能訪問此cls參數(shù)，所以它不能修改對象實例狀態(tài)。那將需要訪問self。但是，類方法仍然可以修改適用于該類所有實例的類狀態(tài)。

靜態(tài)方法

第三種方法，MyClass.staticmethod被標(biāo)記為一個@staticmethod裝飾器，以將其標(biāo)記為一個靜態(tài)方法。

這種類型的方法既不接受self也不接受cls參數(shù)（當(dāng)然它可以自由接受任意數(shù)量的其他參數(shù)）。

因此靜態(tài)方法既不能修改對象狀態(tài)，也不能修改類狀態(tài)。靜態(tài)方法在它們可以訪問的數(shù)據(jù)方面受到限制，它們主要是為方法命名命名空間的一種方法。

讓我們看看他們的行動！

我知道到目前為止，這一討論還只是理論上的。而且，我相信您必須對這些方法類型在實踐中的差異有一個直觀的了解。現(xiàn)在，我們將討論一些具體示例。

讓我們看一下這些方法在調(diào)用時的行為。我們將從創(chuàng)建該類的實例開始，然后在其上調(diào)用三個不同的方法。

MyClass 的設(shè)置方式是，每個方法的實現(xiàn)都返回一個元組，其中包含供我們跟蹤發(fā)生了什么的信息以及該方法可以訪問的類或?qū)ο蟮哪男┎糠帧?/span>

當(dāng)我們調(diào)用實例方法時，會發(fā)生以下情況：

>>> obj = MyClass() >>> obj.method() ('instance method called', <MyClass instance at 0x10205d190>)

這證實了method（實例方法）可以<MyClass instance>通過self參數(shù)訪問對象實例（打印為）。

調(diào)用該方法時，Python會將self參數(shù)替換為實例對象obj。我們可以忽略點調(diào)用語法（obj.method()）的語法糖，并手動傳遞實例對象以獲得相同的結(jié)果：

>>> MyClass.method(obj) ('instance method called', <MyClass instance at 0x10205d190>)

您能猜出如果不先創(chuàng)建實例就嘗試調(diào)用該方法會發(fā)生什么情況嗎？

順便說一句，實例方法還可以通過屬性訪問類本身self.__class__。這使實例方法在訪問限制方面功能強大-它們可以修改對象實例和類本身的狀態(tài)。

接下來讓我們嘗試類方法：

>>> obj.classmethod() ('class method called', <class MyClass at 0x101a2f4c8>)

調(diào)用classmethod()顯示了它無權(quán)訪問該<MyClass instance>對象，而只能訪問<class MyClass>代表該類本身的對象（Python中的所有內(nèi)容都是一個對象，甚至是類本身）。

請注意，當(dāng)我們調(diào)用時，Python如何自動將類作為第一個參數(shù)傳遞給函數(shù)MyClass.classmethod()。通過點語法在Python中調(diào)用方法會觸發(fā)此行為。self實例方法上的參數(shù)以相同的方式工作。

請注意，命名這些參數(shù)self而cls僅僅是一個慣例。你可以很容易地為它們命名the_object和the_class和得到同樣的結(jié)果。重要的是它們在該方法的參數(shù)列表中排在第一位。

現(xiàn)在該調(diào)用靜態(tài)方法了：

>>> obj.staticmethod() 'static method called'

您是否看到我們?nèi)绾握{(diào)用staticmethod()對象并能夠成功完成調(diào)用？當(dāng)一些開發(fā)人員得知可以在對象實例上調(diào)用靜態(tài)方法時，他們會感到驚訝。

在幕后，Python只是通過使用點語法調(diào)用靜態(tài)方法時不傳遞self或cls參數(shù)來簡單地強制執(zhí)行訪問限制。

這證實了靜態(tài)方法既不能訪問對象實例狀態(tài)也不能訪問類狀態(tài)。它們像常規(guī)函數(shù)一樣工作，但屬于類（和每個實例的）名稱空間。

現(xiàn)在，讓我們看看嘗試在類本身上調(diào)用這些方法時發(fā)生的情況-無需事先創(chuàng)建對象實例：

>>> MyClass.classmethod() ('class method called', <class MyClass at 0x101a2f4c8>) >>> MyClass.staticmethod() 'static method called' >>> MyClass.method() TypeError: unbound method method() must         be called with MyClass instance as first      argument (got nothing instead)

我們能夠調(diào)用classmethod()并staticmethod()很好，但是嘗試調(diào)用實例方法method()失敗，并帶有TypeError。

這是可以預(yù)期的-這次我們沒有創(chuàng)建對象實例，而是嘗試直接在類藍(lán)圖本身上調(diào)用實例函數(shù)。這意味著Python無法填充self參數(shù)，因此調(diào)用失敗。

這應(yīng)該使這三種方法類型之間的區(qū)別更加清晰。但是我不會再這樣了。在接下來的兩節(jié)中，我將介紹兩個更實際的示例，說明何時使用這些特殊方法類型。

我將基于這個簡單的Pizza類來舉例：

class Pizza:     def __init__(self, ingredients):         self.ingredients = ingredients     def __repr__(self):         return f'Pizza({self.ingredients!r})'

>>> Pizza(['cheese', 'tomatoes']) Pizza(['cheese', 'tomatoes'])

注意：此代碼示例以及本教程中的后續(xù)代碼示例使用Python 3.6 f-strings構(gòu)造由返回的字符串__repr__。在Python 2和3.6之前的Python 3版本上，您將使用不同的字符串格式表達(dá)式，例如：

def __repr__(self):     return 'Pizza(%r)' % self.ingredients

美味比薩餅工廠與@classmethod

如果你在現(xiàn)實世界中接觸過比薩餅，你會知道有許多美味的變化可用：

Pizza(['mozzarella', 'tomatoes'])
Pizza(['mozzarella', 'tomatoes', 'ham', 'mushrooms'])
Pizza(['mozzarella'] * 4)

意大利人幾個世紀(jì)前就想出了他們的比薩餅分類法，所以這些美味的比薩餅都有自己的名字。我們最好利用這個優(yōu)勢，為Pizza類的用戶提供一個更好的界面來創(chuàng)建他們想要的pizza對象。

一個好的、干凈的方法是使用類方法作為工廠函數(shù)來創(chuàng)建不同種類的pizza：

class Pizza:
    def __init__(self, ingredients):
        self.ingredients = ingredients

    def __repr__(self):
        return f'Pizza({self.ingredients!r})'

    @classmethod
    def margherita(cls):
        return cls(['mozzarella', 'tomatoes'])

    @classmethod
    def prosciutto(cls):
        return cls(['mozzarella', 'tomatoes', 'ham'])

注意我是如何使用在margherita和prosciutto工廠方法中使用cls參數(shù)，而不是直接調(diào)用Pizza構(gòu)造函數(shù)。

這是一個技巧，您可以用來遵循“不要重蹈覆轍”（DRY）的原則。如果我們決定在某個時候重命名該類，則不必記住在所有類方法工廠函數(shù)中都更新構(gòu)造函數(shù)名稱。

現(xiàn)在，我們可以用這些工廠方法做什么？讓我們試用一下：

>>> Pizza.margherita()
Pizza(['mozzarella', 'tomatoes'])

>>> Pizza.prosciutto()
Pizza(['mozzarella', 'tomatoes', 'ham'])

正如您所看到的，我們可以使用工廠函數(shù)創(chuàng)建新的Pizza對象，這些對象按照我們想要的方式配置。它們都在內(nèi)部使用相同的__init__構(gòu)造函數(shù)，只是為記住所有不同的成分提供了一個快捷方式。

另一種看待類方法用法的方法是，它們允許您為類定義替代構(gòu)造函數(shù)。

Python只允許每個類使用一個__init__方法。使用類方法可以根據(jù)需要添加任意多的可選構(gòu)造函數(shù)。這可以使類的接口自文檔化（在一定程度上），并簡化它們的使用。

什么時候使用靜態(tài)方法

import math

class Pizza:
    def __init__(self, radius, ingredients):
        self.radius = radius
        self.ingredients = ingredients

    def __repr__(self):
        return (f'Pizza({self.radius!r}, '
                f'{self.ingredients!r})')

    def area(self):
        return self.circle_area(self.radius)

    @staticmethod
    def circle_area(r):
        return r ** 2 * math.pi

>>> p = Pizza(4, ['mozzarella', 'tomatoes'])
>>> p
Pizza(4, ['mozzarella', 'tomatoes'])
>>> p.area()
50.26548245743669
>>> Pizza.circle_area(4)
50.26548245743669