python 类中方法总结 — 实例方法、类方法、静态方法

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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):
"""
使用生产器实例化多个对象
: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产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:

https://www.cnblogs.com/MrYang161/p/11431725.html

http://cda.pinggu.org/view/23514.html

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