如何使用静态方法,类方法或者抽象方法
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发布时间：2022-04-23 00:51
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时间：2022-04-18 05:16
方法是作为类的属性（attribute）存储的函数。你可以以下面的方式声明和获取函数：
>>> class Pizza(object):
... def __init__(self, size):
... self.size = size
... def get_size(self):
... return self.size
...
>>> Pizza.get_size
<unbound method Pizza.get_size>
Python告诉你的是，类Pizza的属性get_size是一个非绑定的方法。这又指什么呢？很快我们就会知道，试着调用一下：
>>> Pizza.get_size()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <mole>
TypeError: unbound method get_size() must be called with Pizza instance as first argument (got nothing instead)
这里我们不能调用这个方法是因为它没有被绑定到任一Pizza的实例上。一个方法需要一个实例作为它第一个参数（在Python 2中它必须是对应类的实例；在Python 3中可以是任何东西）。我们现在试试：
>>> Pizza.get_size(Pizza(42))
42
现在可以了！我们试用一个实例作为get_size方法的第一个参数调用了它，所以一切变得很美好。但是你很快会同意，这并不是一个很漂亮的调用方法的方式；因为每次我们想调用这个方法都必须使用到类。并且，如果我们不知道对象是哪个类的实例，这种方式就不方便了。
所以，Python为我们准备的是，它将类Pizza的所有的方法绑定到此类的任何实例上。这意味着类Pizza的任意实例的属性get_size是一个已绑定的方法：第一个参数是实例本身的方法。
>>> Pizza(42).get_size
<bound method Pizza.get_size of <__main__.Pizza object at 0x10314b310>>
>>> Pizza(42).get_size()
42
如我们预期，现在不需要提供任何参数给get_size，因为它已经被绑定（bound），它的self参数是自动地设为Pizza类的实例。下面是一个更好的证明：
>>> m = Pizza(42).get_size
>>> m
<bound method Pizza.get_size of <__main__.Pizza object at 0x10314b350>>
>>> m()
42
因此，你甚至不要保存一个对Pizza对象的饮用。它的方法已经被绑定在对象上，所以这个方法已经足够。
但是如何知道已绑定的方法被绑定在哪个对象上？技巧如下：
>>> m = Pizza(42).get_size
>>> m.__self__
<__main__.Pizza object at 0x10314b390>
>>> m == m.__self__.get_size
True
易见，我们仍然保存着一个对对象的引用，当需要知道时也可以找到。
在Python 3中，归属于一个类的函数不再被看成未绑定方法（unbound method），但是作为一个简单的函数，如果要求可以绑定在对象上。所以，在Python 3中原理是一样的，模型被简化了。
>>> class Pizza(object):
... def __init__(self, size):
... self.size = size
... def get_size(self):
... return self.size
...
>>> Pizza.get_size
<function Pizza.get_size at 0x7f307f984dd0>
静态方法
静态方法是一类特殊的方法。有时，我们需要写属于一个类的方法，但是不需要用到对象本身。例如：
class Pizza(object):
@staticmethod
def mix_ingredients(x, y):
return x + y
def cook(self):
return self.mix_ingredients(self.cheese, self.vegetables)
这里，将方法mix_ingredients作为一个非静态的方法也可以work，但是给它一个self的参数将没有任何作用。这儿的decorator@staticmethod带来一些特别的东西：
>>> Pizza().cook is Pizza().cook
False
>>> Pizza().mix_ingredients is Pizza().mix_ingredients
True
>>> Pizza().mix_ingredients is Pizza.mix_ingredients
True
>>> Pizza()
<__main__.Pizza object at 0x10314b410>
>>> Pizza()
<__main__.Pizza object at 0x10314b510>
>>>
Python不需要对每个实例化的Pizza对象实例化一个绑定的方法。绑定的方法同样是对象，创建它们需要付出代价。这里的静态方法避免了这样的情况：
降低了阅读代码的难度：看到@staticmethod便知道这个方法不依赖与对象本身的状态；
允许我们在子类中重载mix_ingredients方法。如果我们使用在模块最顶层定义的函数mix_ingredients，一个继承自Pizza的类若不重载cook，可能不可以改变混合成份（mix_ingredients）的方式。
类方法
什么是类方法？类方法是绑定在类而非对象上的方法！
>>> class Pizza(object):
... radius = 42
... @classmethod
... def get_radius(cls):
... return cls.radius
...
>>> Pizza.get_radius
<bound method type.get_radius of <class '__main__.Pizza'>>
>>> Pizza().get_radius
<bound method type.get_radius of <class '__main__.Pizza'>>
>>> Pizza.get_radius is Pizza().get_radius
False
>>> Pizza.get_radius()
42
此处有问题。原文中
>>> Pizza.get_radius is Pizza().get_radius
True
还需要check一下。
不管你如何使用这个方法，它总会被绑定在其归属的类上，同时它第一个参数是类本身（记住：类同样是对象）
何时使用这种方法？类方法一般用于下面两种：
1. 工厂方法，被用来创建一个类的实例，完成一些预处理工作。如果我们使用一个@staticmethod静态方法，我们可能需要在函数中硬编码Pizza类的名称，使得任何继承自Pizza类的类不能使用我们的工厂用作自己的目的。
class Pizza(object):
def __init__(self, ingredients):
self.ingredients = ingredients
@classmethod
def from_fridge(cls, fridge):
return cls(fridge.get_cheese() + fridge.get_vegetables())
静态方法调静态方法：如果你将一个静态方法分解为几个静态方法，你不需要硬编码类名但可以使用类方法。使用这种方式来声明我们的方法，Pizza这个名字不需要直接被引用，并且继承和方法重载将会完美运作。
class Pizza(object):
def __init__(self, radius, height):
self.radius = radius
self.height = height
@staticmethod
def compute_circumference(radius):
return math.pi * (radius ** 2)
@classmethod
def compute_volume(cls, height, radius):
return height * cls.compute_circumference(radius)
def get_volume(self):
return self.compute_volume(self.height, self.radius)
抽象方法
抽象方法在一个基类中定义，但是可能不会有任何的实现。在Java中，这被描述为一个接口的方法。
所以Python中最简单的抽象方法是：
class Pizza(object):
def get_radius(self):
raise NotImplementedError
任何继承自Pizza的类将实现和重载get_radius方法，否则会出现异常。这种独特的实现抽象方法的方式也有其缺点。如果你写一个继承自Pizza的类，忘记实现get_radius，错误将会在你使用这个方法的时候才会出现。
>>> Pizza()
<__main__.Pizza object at 0x106f381d0>
>>> Pizza().get_radius()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <mole>
File "<stdin>", line 3, in get_radius
NotImplementedError
有种提前引起错误发生的方法，那就是当对象被实例化时，使用Python提供的abc模块。
import abc
class BasePizza(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta
@abc.abstractmethod
def get_radius(self):
"""Method that should do something."""
使用abc和它的特类，一旦你试着实例化BasePizza或者其他继承自它的类，就会得到TypeError
>>> BasePizza()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <mole>
TypeError: Can't instantiate abstract class BasePizza with abstract methods get_radius
混合静态方法、类方法和抽象方法
当我们构建类和继承关系时，终将会碰到要混合这些方法decorator的情况。下面提几个tip。
记住声明一个类为抽象类时，不要冷冻那个方法的prototype。这是指这个方法必须被实现，不过是可以使用任何参数列表来实现。
import abc
class BasePizza(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(self):
"""Returns the ingredient list."""
class Calzone(BasePizza):
def get_ingredients(self, with_egg=False):
egg = Egg() if with_egg else None
return self.ingredients + egg
这个是合法的，因为Calzone完成了为BasePizza类对象定义的接口需求。就是说，我们可以把它当作一个类方法或者静态方法来实现，例如：
import abc
class BasePizza(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(self):
"""Returns the ingredient list."""
class DietPizza(BasePizza):
@staticmethod
def get_ingredients():
return None
这样做同样争取，并且完成了与BasePizza抽象类达成一致的需求。get_ingredients方法不需要知道对象，这是实现的细节，而非完成需求的评价指标。
因此，你不能强迫抽象方法的实现是正常的方法、类方法或者静态方法，并且可以这样说，你不能。从Python 3开始（这就不会像在Python 2中那样work了，见issue5867），现在可以在@abstractmethod之上使用@staticmethod和@classmethod了。
import abc
class BasePizza(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta
ingredient = ['cheese']
@classmethod
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(cls):
"""Returns the ingredient list."""
return cls.ingredients
不要误解：如果你认为这是强迫你的子类将get_ingredients实现为一个类方法，那就错了。这个是表示你实现的get_ingredients在BasePizza类中是类方法而已。
在一个抽象方法的实现？是的！在Python中，对比与Java接口，你可以在抽象方法中写代码，并且使用super()调用：
import abc
class BasePizza(object):
__metaclass__ = abc.ABCMeta
default_ingredients = ['cheese']
@classmethod
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(cls):
"""Returns the ingredient list."""
return cls.default_ingredients
class DietPizza(BasePizza):
def get_ingredients(self):
return ['egg'] + super(DietPizza, self).get_ingredients()
文／Not_GOD（简书作者）
原文链接：http://www.jianshu.com/p/880d6a3ffdde
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