@classmethod和@staticmethod在Python中是什么意思,它们有什么不同?我应该何时使用它们,为什么要使用它们,以及如何使用它们?

据我所知,@classmethod告诉一个类,它是一个应该继承到子类中的方法,或者。。。某物然而,这有什么意义?为什么不直接定义class方法而不添加@classmethod或@staticmethod或任何@定义?


当前回答

尽管classmethod和staticmethod非常相似,但这两个实体的用法略有不同:classmethod必须将对类对象的引用作为第一个参数,而staticmethod可以完全没有参数。

实例

class Date(object):
    
    def __init__(self, day=0, month=0, year=0):
        self.day = day
        self.month = month
        self.year = year

    @classmethod
    def from_string(cls, date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        date1 = cls(day, month, year)
        return date1

    @staticmethod
    def is_date_valid(date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        return day <= 31 and month <= 12 and year <= 3999

date2 = Date.from_string('11-09-2012')
is_date = Date.is_date_valid('11-09-2012')

解释

让我们假设一个类的例子,处理日期信息(这将是我们的样板):

class Date(object):
    
    def __init__(self, day=0, month=0, year=0):
        self.day = day
        self.month = month
        self.year = year

这个类显然可以用来存储某些日期的信息(没有时区信息;假设所有日期都以UTC表示)。

这里我们有__init__,这是Python类实例的典型初始化器,它作为一个典型的实例方法接收参数,具有第一个非可选参数(self),该参数保存对新创建实例的引用。

Class方法

我们有一些任务可以使用类方法很好地完成。

假设我们要创建许多Date类实例,这些实例的日期信息来自外部源,编码为“dd-mm-yyyy”格式的字符串。假设我们必须在项目源代码的不同位置执行此操作。

因此,我们在这里必须做的是:

分析一个字符串,以接收日、月和年作为三个整数变量或由该变量组成的三项元组。通过将这些值传递给初始化调用来实例化Date。

这将看起来像:

day, month, year = map(int, string_date.split('-'))
date1 = Date(day, month, year)

为此,C++可以通过重载实现这样的特性,但Python缺少这种重载。相反,我们可以使用classmethod。让我们创建另一个构造函数。

    @classmethod
    def from_string(cls, date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        date1 = cls(day, month, year)
        return date1

date2 = Date.from_string('11-09-2012')

让我们更仔细地看看上面的实现,并回顾一下我们在这里的优势:

我们在一个地方实现了日期字符串解析,现在可以重用了。封装在这里工作得很好(如果您认为可以在其他地方将字符串解析作为单个函数来实现,则此解决方案更适合OOP范式)。cls是类本身,而不是类的实例。这很酷,因为如果我们继承了Date类,所有的孩子都将定义from_string。

静态方法

静态方法呢?它与classmethod非常相似,但不接受任何强制参数(就像类方法或实例方法那样)。

让我们看看下一个用例。

我们有一个日期字符串,我们想以某种方式验证它。这个任务也在逻辑上绑定到我们目前使用的Date类,但不需要实例化它。

这里是静态方法可能有用的地方。让我们看下一段代码:

    @staticmethod
    def is_date_valid(date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        return day <= 31 and month <= 12 and year <= 3999

# usage:
is_date = Date.is_date_valid('11-09-2012')

因此,正如我们从staticmethod的用法中看到的那样,我们无法访问类是什么——它基本上只是一个函数,在语法上像方法一样被调用,但无法访问对象及其内部(字段和其他方法),而类方法确实具有这样的功能。

其他回答

尽管classmethod和staticmethod非常相似,但这两个实体的用法略有不同:classmethod必须将对类对象的引用作为第一个参数,而staticmethod可以完全没有参数。

实例

class Date(object):
    
    def __init__(self, day=0, month=0, year=0):
        self.day = day
        self.month = month
        self.year = year

    @classmethod
    def from_string(cls, date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        date1 = cls(day, month, year)
        return date1

    @staticmethod
    def is_date_valid(date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        return day <= 31 and month <= 12 and year <= 3999

date2 = Date.from_string('11-09-2012')
is_date = Date.is_date_valid('11-09-2012')

解释

让我们假设一个类的例子,处理日期信息(这将是我们的样板):

class Date(object):
    
    def __init__(self, day=0, month=0, year=0):
        self.day = day
        self.month = month
        self.year = year

这个类显然可以用来存储某些日期的信息(没有时区信息;假设所有日期都以UTC表示)。

这里我们有__init__,这是Python类实例的典型初始化器,它作为一个典型的实例方法接收参数,具有第一个非可选参数(self),该参数保存对新创建实例的引用。

Class方法

我们有一些任务可以使用类方法很好地完成。

假设我们要创建许多Date类实例,这些实例的日期信息来自外部源,编码为“dd-mm-yyyy”格式的字符串。假设我们必须在项目源代码的不同位置执行此操作。

因此,我们在这里必须做的是:

分析一个字符串,以接收日、月和年作为三个整数变量或由该变量组成的三项元组。通过将这些值传递给初始化调用来实例化Date。

这将看起来像:

day, month, year = map(int, string_date.split('-'))
date1 = Date(day, month, year)

为此,C++可以通过重载实现这样的特性,但Python缺少这种重载。相反,我们可以使用classmethod。让我们创建另一个构造函数。

    @classmethod
    def from_string(cls, date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        date1 = cls(day, month, year)
        return date1

date2 = Date.from_string('11-09-2012')

让我们更仔细地看看上面的实现,并回顾一下我们在这里的优势:

我们在一个地方实现了日期字符串解析,现在可以重用了。封装在这里工作得很好(如果您认为可以在其他地方将字符串解析作为单个函数来实现,则此解决方案更适合OOP范式)。cls是类本身,而不是类的实例。这很酷,因为如果我们继承了Date类,所有的孩子都将定义from_string。

静态方法

静态方法呢?它与classmethod非常相似,但不接受任何强制参数(就像类方法或实例方法那样)。

让我们看看下一个用例。

我们有一个日期字符串,我们想以某种方式验证它。这个任务也在逻辑上绑定到我们目前使用的Date类,但不需要实例化它。

这里是静态方法可能有用的地方。让我们看下一段代码:

    @staticmethod
    def is_date_valid(date_as_string):
        day, month, year = map(int, date_as_string.split('-'))
        return day <= 31 and month <= 12 and year <= 3999

# usage:
is_date = Date.is_date_valid('11-09-2012')

因此,正如我们从staticmethod的用法中看到的那样,我们无法访问类是什么——它基本上只是一个函数,在语法上像方法一样被调用,但无法访问对象及其内部(字段和其他方法),而类方法确实具有这样的功能。

一个小汇编

@静态方法一种在类中编写方法的方法,而不引用它所调用的对象。因此不需要传递self或cls之类的隐式参数。它的编写方式与在类外部的编写方式完全相同,但在python中没有任何用处,因为如果您需要在类内部封装方法,因为该方法需要是该类的一部分,那么@staticmethod在这种情况下很方便。

@分类法当你想写一个工厂方法并且通过这个自定义属性可以附加在一个类中时,这一点很重要。可以在继承的类中重写此属性。

这两种方法的比较如下

简而言之,@classmethod将普通方法转换为工厂方法。

让我们用一个例子来探讨一下:

class PythonBook:
    def __init__(self, name, author):
        self.name = name
        self.author = author
    def __repr__(self):
        return f'Book: {self.name}, Author: {self.author}'

如果没有@classmethod,您应该一个接一个地创建实例,并且它们是分散的。

book1 = PythonBook('Learning Python', 'Mark Lutz')
In [20]: book1
Out[20]: Book: Learning Python, Author: Mark Lutz
book2 = PythonBook('Python Think', 'Allen B Dowey')
In [22]: book2
Out[22]: Book: Python Think, Author: Allen B Dowey

例如@classmethod

class PythonBook:
    def __init__(self, name, author):
        self.name = name
        self.author = author
    def __repr__(self):
        return f'Book: {self.name}, Author: {self.author}'
    @classmethod
    def book1(cls):
        return cls('Learning Python', 'Mark Lutz')
    @classmethod
    def book2(cls):
        return cls('Python Think', 'Allen B Dowey')

测试它:

In [31]: PythonBook.book1()
Out[31]: Book: Learning Python, Author: Mark Lutz
In [32]: PythonBook.book2()
Out[32]: Book: Python Think, Author: Allen B Dowey

看见在类定义中成功创建实例,并将它们收集在一起。

总之,@classmethoddecorator将传统方法转换为工厂方法,使用classmethods可以根据需要添加尽可能多的替代构造函数。

当他/她希望根据调用方法的子类来更改方法的行为时,可以使用@classmethod。请记住,我们在类方法中引用了调用类。

在使用静态时,您希望行为在子类之间保持不变

例子:

class Hero:

  @staticmethod
  def say_hello():
     print("Helllo...")

  @classmethod
  def say_class_hello(cls):
     if(cls.__name__=="HeroSon"):
        print("Hi Kido")
     elif(cls.__name__=="HeroDaughter"):
        print("Hi Princess")

class HeroSon(Hero):
  def say_son_hello(self):
     print("test  hello")



class HeroDaughter(Hero):
  def say_daughter_hello(self):
     print("test  hello daughter")


testson = HeroSon()

testson.say_class_hello() #Output: "Hi Kido"

testson.say_hello() #Outputs: "Helllo..."

testdaughter = HeroDaughter()

testdaughter.say_class_hello() #Outputs: "Hi Princess"

testdaughter.say_hello() #Outputs: "Helllo..."

@分类法

@classmethod可以与__init__进行比较。你可以认为这是另一个__init__()。这是python在c++中实现类构造函数重载的方式。

class C:
    def __init__(self, parameters):
        ....

    @classmethod
    def construct_from_func(cls, parameters):
        ....

obj1 = C(parameters)
obj2 = C.construct_from_func(parameters)

注意,它们都有一个类的引用作为definitioin中的第一个参数,而init_使用self,但constructfrom_func使用cls。

@静态方法

@静态方法可以与对象方法进行比较

class C:
    def __init__(self):
        ....

    @staticmethod
    def static_method(args):
        ....

    def normal_method(parameters):
        ....

result = C.static_method(parameters)
result = obj.normal_method(parameters)