python静态方法-解密Python实例、类方法和静态方法（一）

翻译：老齐

译者注：

本文适合于已经具有Python基础知识的读者阅读，对于初学者而言，应该已经学习过了《跟老齐学Python：轻松入门》或者《Python大学实用教程》中有关类的章节之后，再阅读本文会有更多收获。

在本文中，我将帮助你揭开类方法、静态方法和常规实例方法背后的奥秘。

如果对它们的差异有了直观的理解，那么你将能够编写面向对象的Python程序，以便更清楚地传达某种意图，并且从长远来看更易于维护。

实例、类方法和静态方法概述

我们首先编写一个类，其中包含实例、类方法和静态方法：

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'

实例方法

MyClass的第一个方法叫做“方法”，它是一个普通的实例方法，也是你将会在大多数情况下使用的最基本、最简单的方法。该方法接受一个参数self，它在调用该方法时指向MyClass的一个实例（当然，实例方法可以接受的参数不止一个）。

通过self参数，实例方法可以自由地访问同一对象上的属性和其他方法。当涉及到修改对象的状态时，实例方法就非常给力。

实例方法不仅可以修改对象状态，还可以通过self.__class__属性来访问类本身。这就意味着实例方法也可以修改类的状态。

类方法

比较MyClass.method与第二个方法MyClass.classmethod。我用一个@classmethod装饰符把这个方法标记为类方法。

类方法不接受self参数，而是接受一个cls参数。cls参数在调用方法时指向的是类而不是对象实例。

由于类方法只能访问此cls参数，因此它无法修改对象实例的状态——那需要访问self。但是，类方法仍然可以对应用于类的所有实例的类状态进行修改。

静态方法

第三个方法MyClass.staticmethod用一个装饰符@staticmethod标记为静态方法。

这个方法既不接受self参数，也不接受cls参数（但是，它可以接受任意数量的其他参数）。

因此静态方法既不能修改对象状态，也不能修改类状态。静态方法在它们可以访问的数据方面受到限制，它们主要用于对你的方法进行空间命名。

见证它们的作用！

我知道到目前为止，这个讨论是相当理论化的。我相信：对这些方法在实践中的差异有一个直观的理解。我们现在来复习一些具体的例子。

让我们来看看这些方法在被调用时是如何运行的。我们从创建类的实例开始，然后对其调用三个不同的方法。

类MyClass的每个方法，都返回一个元组，元组包含踪迹信息，以及该方法可以访问的类或对象的有关信息。

下面是调用实例方法时发生的情况：

>>> obj = MyClass()>>> obj.method()('instance method called', )

这些代码确认了method(实例方法)可以通过self参数访问对象实例(打印为)。

此方法被调用时，Python用实例对象obj替换了self参数。我们可以用句点“.”调用方法的方式(obj.method())，手动传递实例对象来获得相同的结果:

>>> MyClass.method(obj)('instance method called', )

你能猜到在不创建实例的情况下调用该方法会怎么样吗？

顺便说一下，实例方法还可以通过self.__class__属性访问类本身。这使得实例方法在访问受限时非常给力 —— 它们可以修改对象实例和类本身的状态。

接下来让我们尝试一下类方法：

>>> obj.classmethod()('class method called', )

调用classmethod() 向我们展示了它不能访问对象python静态方法，而是只能访问代表类本身的对象（在Python中，一切皆对象。即使是类本身也不列外）。

请注意，当我们调用MyClass.classmethod()时，Python如何自动将类作为第一个参数传递给函数，通过句点“.”的方式自动实现这种行为，这与实例方法上的self参数的工作方式相同。

tu

将这些参数命名为self和cls只是一种约定。你可以将它们命名为the_object 和the_class，也能得到相同的结果。重要的是，它们在方法的参数列表中处于第一个位置。

现在到了调用静态方法的时候：

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

你看到我们如何成功地在对象上调用staticmethod()了吗？某些开发者看到通过实例调用静态方法时会感到惊讶。

在后台，当使用句点“.”的方式调用静态方法时，Python只是通过不传入self或cls参数来执行访问限制。

这就确保静态方法既不能访问对象实例状态，也不能访问类状态。静态方法像普通函数一样工作，但它属于类（和每个实例）的命名空间。

现在，让我们看一看：如果没有预先创建对象实例，就在类本身上调用静态方法时，会发生什么情况：

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

我们可以顺利地调用classmethod() 和staticmethod()，但调用实例方法method() 时，显示TypeError异常。

这是意料之中的。这次我们没有创建实例，而是尝试直接通过在类本身调用实例方法。这意味着Python无法填充self参数，因此调用失败。

由上可见这三种方法之间的区别。但我不会就此罢休，在接下来的两部分中，我将介绍两个稍微实际一些的示例python静态方法，以便大家了解何时使用这些特殊的方法类型。

以这个简单的Pizza类为例：

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:本文中的代码示例使用Python 3.6的f字符串来实现__repr__方法中返回的字符串。在Python2和3.6之前的Python3版本中，你将使用不同的格式化字符串表达式，例如:

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

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未完，待续

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