Python学习

一、学前花絮

我们之前学习了python的面向对象，针对类/对象、init方法及操作动态属性等进行了探讨。后来也学习了装饰器，装饰器是干什么的？简单说就如同装修房子，没有破坏房子但让房子更好用更美观。装饰器也是一样，让不破坏函数让函数更好用更美观。

今天结合python内置装饰器@staticmethod和@classmethod深入了解一下类内部方法的定义和使用。

二、Python面向对象：详解@staticmethod和@classmethod

2.1 静态方法（@staitcmethod）

在 Python 中，@staticmethod 是一个装饰器，用于将类中的某个方法定义为静态方法。简单来说，它的核心作用是：将一个普通函数“塞”进类里面，让它成为类的一部分，但这个函数既不操作类本身，也不操作具体的实例对象。

①　核心特点：

不需要 self 和 cls：

普通方法需要 self（代表实例），类方法需要 cls（代表类），但静态方法不需要这两个参数。它就像一个独立的普通函数，只是恰好放在了类的命名空间里。

②　无需实例化即可调用：

你可以直接通过 类名.方法名() 来调用它，不需要先创建对象（obj = MyClass()）。

不能访问实例或类的状态：

因为它拿不到 self 或 cls，所以它无法读取或修改实例的属性（self.attr）或类的属性（cls.attr）。

③　什么时候使用它？

当你发现某个功能逻辑上与这个类相关，但代码实现上不依赖于类的属性或实例的属性时，就非常适合使用 @staticmethod。

常见的场景包括：

工具函数：比如数据验证、格式转换、数学计算等。我们之前有篇文章探讨“operator”的使用，就是把加减乘除封装成工具函数。

逻辑分组：为了代码结构清晰，把相关的函数都放在同一个类里管理。

④　代码示例：

以上程序中，instance_method是典型的实例方法，也是大多数类中所规定的方法，第一个参数必须是self。它的好处是可以很方便获取实例属性。而被装饰器的add、validate_positive方法就是静态方法，有了@staticmethod告诉使用者，直接使用此函数，无需传入类或者实例参数。

以下是调用方法：

结果如下：

这里需要说明的是，尽管@staticmethod装饰器就是为了让add等函数使用起来简单，无需实例化。但实例化后的对象是否能调用它呢？答案是可以！

输出结果：

但这种调用方法只能说是为了满足好奇心。毕竟这与@staticmethod的初衷相违背。

2.2 类方法 (@classmethod)

类方法的特点：

l必须接收类本身作为第一个隐式参数（通常命名为 cls）。

lPython 解释器会自动把调用该方法的那个类（或子类）传给 cls。

l如果把 add 改为类方法，它的定义必须是 add(cls, x, y)。

类方法与静态方法对比：

①　静态方法：

孤岛模式：它完全不知道外面的类长什么样。它不能访问类的属性（如 PI），也不能调用类的其他方法。

它就像一个被借住在类家里的“客人”。

②　类方法：

内部通达：它可以通过 cls 参数访问类的所有属性和其它类方法。

如果你的 add 运算需要用到类里的某个常量（比如税率、圆周率等），或者需要记录一下“这个方法被调用了多少次”，那就必须用类方法。

代码实战对比：

我们看到，以上的两个函数都是实现加法，但传入的参数不同。静态方法最简洁，而类方法必须传入类本身作为参数。

调用方法：

输出结果：

既然二者调用方法和输出结果看上去一样，那么选哪个呢？如果函数体内部用不到 cls（类方法）或 self（实例方法），那就坚决使用 @staticmethod。这符合“简单就是美”的编程哲学。

或者说如果只是实现类似operator的工具类，那么就用静态方法。

2.3 基本无意义（可以看做是畸形）的类方法

其实，为了透彻理解类/对象及其方法，还有一种初学者容易错误定义的类方法。可以认为是畸形的类方法，因为来源于从函数转型过来，还没有实例的概念。比如

这种函数如果不在类的内部是OK的，就是一个加法函数。但如果在类的内部，就很奇葩了。因为前面说过，类的方法基本上都能实例化调用，而这个畸形函数是无法实例化调用的，只能通过类调用。

输出结果：

尽管这种方法也确实能够使用，但它存在的意义是什么呢？结合前面学习的内容，我们会发现此类函数几乎无意义，只是为了挑战我们对于python基础知识的掌握是否稳固。

2.4 结论

虽然你可以定义一个没有 self 的普通函数放在类里，但为了代码的健壮性和可读性，只要是不需要 self 的函数，请务必加上 @staticmethod 装饰器。

三、小结

通过学习python面向对象及内置装饰器@staticmethod、@classmethod，我们对于类/对象及其方法的使用又有了新的认识。

让我们保持学习热情，多做练习。我们下期再见！