Python类方法详解：@classmethod与@staticmethod的区别与应用

前言

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在昨天的文章《详解类方法之绑定方法与非绑定方法》中，我们探讨了绑定方法与非绑定方法的概念。今天我们将继续深入，学习剩余的两种重要方法：「类方法」和「静态方法」。

类方法与静态方法概述

类方法与静态方法概述

在正式讲解之前，请先观察以下代码示例：

class Sample:
 language = "C++"
 def __init__(self):
 self.language = "python"

def get_class_attr(cls):
 return cls.language

if __name__ == "__main__":
 print("sample.language:",Sample.language)
 r = get_class_attr(Sample)
 print("get class attribute:",r)
 f = Sample()
 print("instance attribute:",f.language)

在上述代码的类 Sample 中，定义了一个名为 language 的属性并赋值为 “C++”，这属于「类属性」；而在初始化方法 __init__ 中，定义了 self.language 并赋值为 “python”，这属于「实例属性」。

明确上述概念后，我们来分析函数 get_class_attr(cls)。该函数的参数为 cls，从函数体内部逻辑来看，它要求传入的对象必须具有 language 属性，这意味着并非任意对象都能调用此函数。恰好前文定义的类 Sample 拥有该属性，因此在调用时，直接将类对象作为参数传入 get_class_attr()。

Sample.language 用于获取类属性的值，而 get_class_attr(Sample) 返回的同样是类 Sample 的属性 Sample.language 的值。因此，在前述示例中，前两个 print() 语句的输出结果应当一致。

f = Sample() 这一行代码创建了一个实例，随后通过 f.language 访问实例属性。基于上述代码，运行结果如下所示：

sample.language:C++
get class attribute:C++
instance attribute:python

经过上述解释，如果您仍感到困惑，建议重新对比运行结果与分析过程，仔细体会类属性与实例属性的区别。

在前例中，get_class_attr(cls) 函数定义在类外部，但它只能调用特定的类对象，因为并非所有对象都具备 language 属性。这种将函数置于类外的写法不利于后期维护，因此我们应避免此类情况。解决之道是将函数封装在类内部，即采用如下写法：

class sample:
 language = "C++"
 def __init__(self):
 self.language = "python"

 @classmethod
 def get_class_attr(cls):
 return cls.language

if __name__ == "__main__":
 print("sample.language:",sample.language)
 r = sample.get_class_attr()
 print("get class attribute:",r)
 f = sample()
 print("instance attribute:",f.language)
 print("instance get_class_str:",f.get_class_attr())

在修改后的代码中，出现了 @classmethod 装饰器，此前在函数章节中曾提及。需要注意的是，@classmethod 装饰的方法其第一个参数不再是 self，这与常规类方法不同。此处习惯使用参数 cls，当然使用其他名称亦可。让我们查看运行结果：

sample.language:C++ get class attribute:C++ instance attribute:python instance get_class_str:C++

从运行结果可见，无论是通过类还是实例调用 get_class_attr()，得到的结果均为类属性的值。这表明 @classmethod 装饰的方法中，参数 cls 引用的是类对象 Sample 本身。

类方法的定义与特性

至此，「类方法」的定义清晰：类方法是在类内部定义的方法，由 @classmethod 装饰，其第一个参数 cls 引用的是类对象，即将类本身作为引用对象传入该方法。

理解类方法后，我们可以用类似思路理解「静态方法」。首先请看以下代码：

import random

def judge(n):
 num = random.randint(1,100)
 return num - n > 0

class Sample:
 def __init__(self,name):
 self.name = name

 def get_name(self,age):
 if judge(age):
  return self.name
 else:
  return "the name is stupid"

if __name__ == "__main__":
 s = Sample('rocky')
 name = s.get_name(23)
 print(name)

观察上述代码，类 Sample 中调用了外部的函数 judge(n)。由于类与外部函数的这种松散关联可能导致后期维护问题，因此我们对程序进行了优化修改：

import random

class Sample:
 def __init__(self,name):
 self.name = name

 def get_name(self,age):
 if self.judge(age):
  return self.name
 else:
  return "the name is stupid"
 @staticmethod
 def judge(n):
 num = random.randint(1,100)
 return num - n > 0

if __name__ == "__main__":
 s = Sample('rocky')
 name = s.get_name(23)
 print(name)

经过修改优化，原本在类外部的函数被移至类内部。但这并非简单移动，还需在函数前添加 @staticmethod 装饰器。值得注意的是，尽管该函数位于类内部，但其行为与其他方法不同，第一个参数也不是 self。使用时，既可以通过实例调用（如 self.judge(n)），也可以通过类直接调用（如 sample.select(n)）。

从程序可以看出，尽管 judge(n) 位于类内部，但它实质上是一个独立方法，与类本身无直接关联，仅为了消除前述的维护麻烦而存在。该例充分说明了其存在的合理性。

静态方法的定义与特性

因此，「静态方法」的定义如下：在类的作用域内，函数前必须添加 @staticmethod 装饰器，此类方法被称为静态方法。

结语

结语

方法是类的重要组成部分。本章介绍的类方法与静态方法，为使用类提供了更为便捷的工具。

关于「方法」的讲解至此告一段落，后续我们将继续学习面向对象编程（OOP）的剩余两个特征：「多态」和「封装」，敬请期待。

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文章结束。

以上是关于Python类方法与静态方法的详细内容，更多关于Python类方法和静态方法的资料请关注本站其他相关文章！