如何在Python中创建类（即静态）变量或方法？
当前回答
总结其他人的回答并补充，在python中声明静态方法或变量有很多种方法。
1.使用staticmethod（）作为装饰符：
可以简单地在声明的方法（函数）上方放置一个修饰符，使其成为静态方法。例如。
class Calculator:
@staticmethod
def multiply(n1, n2, *args):
Res = 1
for num in args: Res *= num
return n1 * n2 * Res
print(Calculator.multiply(1, 2, 3, 4)) # 24
2.使用staticmethod（）作为参数函数：
此方法可以接收函数类型的参数，并返回传递函数的静态版本。例如。
class Calculator:
def add(n1, n2, *args):
return n1 + n2 + sum(args)
Calculator.add = staticmethod(Calculator.add)
print(Calculator.add(1, 2, 3, 4)) # 10
3.使用classmethod（）作为装饰符：
@classmethod对函数的影响与@staticmethod类似，但是这一次，需要在函数中接受一个额外的参数（类似于实例变量的self参数）。例如。
class Calculator:
num = 0
def __init__(self, digits) -> None:
Calculator.num = int(''.join(digits))
@classmethod
def get_digits(cls, num):
digits = list(str(num))
calc = cls(digits)
return calc.num
print(Calculator.get_digits(314159)) # 314159
4.使用classmethod（）作为参数函数：
@classmethod也可以用作参数函数，以防不想修改类定义。例如。
class Calculator:
def divide(cls, n1, n2, *args):
Res = 1
for num in args: Res *= num
return n1 / n2 / Res
Calculator.divide = classmethod(Calculator.divide)
print(Calculator.divide(15, 3, 5)) # 1.0
5.直接申报
在所有其他方法外部但在类内部声明的方法/变量自动是静态的。
class Calculator:
def subtract(n1, n2, *args):
return n1 - n2 - sum(args)
print(Calculator.subtract(10, 2, 3, 4)) # 1
整个计划
class Calculator:
num = 0
def __init__(self, digits) -> None:
Calculator.num = int(''.join(digits))
@staticmethod
def multiply(n1, n2, *args):
Res = 1
for num in args: Res *= num
return n1 * n2 * Res
def add(n1, n2, *args):
return n1 + n2 + sum(args)
@classmethod
def get_digits(cls, num):
digits = list(str(num))
calc = cls(digits)
return calc.num
def divide(cls, n1, n2, *args):
Res = 1
for num in args: Res *= num
return n1 / n2 / Res
def subtract(n1, n2, *args):
return n1 - n2 - sum(args)
Calculator.add = staticmethod(Calculator.add)
Calculator.divide = classmethod(Calculator.divide)
print(Calculator.multiply(1, 2, 3, 4)) # 24
print(Calculator.add(1, 2, 3, 4)) # 10
print(Calculator.get_digits(314159)) # 314159
print(Calculator.divide(15, 3, 5)) # 1.0
print(Calculator.subtract(10, 2, 3, 4)) # 1
有关掌握Python中的OOP，请参阅Python文档。
其他回答
当在任何成员方法之外定义某个成员变量时，该变量可以是静态的，也可以是非静态的，具体取决于该变量的表达方式。
CLASSNAME.var是静态变量INSTANCENAME.var不是静态变量。类内部的self.var不是静态变量。未定义类成员函数内的var。
例如：
#!/usr/bin/python
class A:
var=1
def printvar(self):
print "self.var is %d" % self.var
print "A.var is %d" % A.var
a = A()
a.var = 2
a.printvar()
A.var = 3
a.printvar()
结果是
self.var is 2
A.var is 1
self.var is 2
A.var is 3
静态和类方法
正如其他答案所指出的，静态和类方法可以使用内置的修饰符轻松完成：
class Test(object):
# regular instance method:
def my_method(self):
pass
# class method:
@classmethod
def my_class_method(cls):
pass
# static method:
@staticmethod
def my_static_method():
pass
通常，my_method（）的第一个参数绑定到类实例对象。相反，my_class_method（）的第一个参数绑定到类对象本身（例如，在本例中为Test）。对于my_static_method（），没有任何参数是绑定的，并且有任何参数都是可选的。
“静态变量”
然而，实现“静态变量”（好吧，可变静态变量，无论如何，如果这在术语上不是矛盾的话…）并不是那么直接。正如millerdev在回答中指出的，问题是Python的类属性并不是真正的“静态变量”。考虑：
class Test(object):
i = 3 # This is a class attribute
x = Test()
x.i = 12 # Attempt to change the value of the class attribute using x instance
assert x.i == Test.i # ERROR
assert Test.i == 3 # Test.i was not affected
assert x.i == 12 # x.i is a different object than Test.i
这是因为行x.i=12向x添加了一个新的实例属性i，而不是更改测试类i属性的值。
部分预期的静态变量行为，即在多个实例之间同步属性（但不与类本身同步；请参见下面的“gotcha”），可以通过将类属性转换为属性来实现：
class Test(object):
_i = 3
@property
def i(self):
return type(self)._i
@i.setter
def i(self,val):
type(self)._i = val
## ALTERNATIVE IMPLEMENTATION - FUNCTIONALLY EQUIVALENT TO ABOVE ##
## (except with separate methods for getting and setting i) ##
class Test(object):
_i = 3
def get_i(self):
return type(self)._i
def set_i(self,val):
type(self)._i = val
i = property(get_i, set_i)
现在您可以：
x1 = Test()
x2 = Test()
x1.i = 50
assert x2.i == x1.i # no error
assert x2.i == 50 # the property is synced
静态变量现在将在所有类实例之间保持同步。
（注意：除非类实例决定定义自己版本的_i！但如果有人决定这样做，他们应该得到什么，不是吗？？）
注意，从技术上讲，i仍然不是一个“静态变量”；它是一种属性，是一种特殊类型的描述符。然而，属性行为现在相当于跨所有类实例同步的（可变）静态变量。
不可变的“静态变量”
对于不可变的静态变量行为，只需省略属性setter：
class Test(object):
_i = 3
@property
def i(self):
return type(self)._i
## ALTERNATIVE IMPLEMENTATION - FUNCTIONALLY EQUIVALENT TO ABOVE ##
## (except with separate methods for getting i) ##
class Test(object):
_i = 3
def get_i(self):
return type(self)._i
i = property(get_i)
现在尝试设置实例i属性将返回AttributeError：
x = Test()
assert x.i == 3 # success
x.i = 12 # ERROR
需要注意的一点
请注意，上述方法仅适用于类的实例-当使用类本身时，它们将不起作用。例如：
x = Test()
assert x.i == Test.i # ERROR
# x.i and Test.i are two different objects:
type(Test.i) # class 'property'
type(x.i) # class 'int'
assert Test.i==x.i行产生错误，因为Test和x的i属性是两个不同的对象。
许多人会觉得这令人惊讶。然而，它不应该是。如果我们回去检查我们的测试类定义（第二个版本），我们会注意到这一行：
i = property(get_i)
显然，Test的成员i必须是属性对象，这是从属性函数返回的对象类型。
如果您发现上述问题令人困惑，那么您很可能仍然从其他语言（例如Java或c++）的角度来考虑它。您应该研究属性对象、Python属性的返回顺序、描述符协议和方法解析顺序（MRO）。
我提出了一个解决上述问题的方法；然而，我强烈建议，至少在你彻底理解为什么断言Test.I=x.I会导致错误之前，不要尝试执行以下操作。
实际静态变量-测试.i==x.i
我在下面介绍（Python3）解决方案，仅供参考。我并不赞同这是一个“好的解决方案”。我怀疑是否真的有必要在Python中模拟其他语言的静态变量行为。然而，不管它是否实际有用，下面的内容应该有助于进一步了解Python的工作原理。
更新：这种尝试真的很糟糕；如果你坚持这样做（提示：请不要这样做；Python是一种非常优雅的语言，不需要强迫它表现得像另一种语言），请使用Ethan Furman答案中的代码。
使用元类模拟其他语言的静态变量行为
元类是类的类。Python中所有类的默认元类（即，我认为Python 2.3之后的“新样式”类）是类型。例如：
type(int) # class 'type'
type(str) # class 'type'
class Test(): pass
type(Test) # class 'type'
但是，您可以这样定义自己的元类：
class MyMeta(type): pass
并将其应用于您自己的类，如下所示（仅适用于Python 3）：
class MyClass(metaclass = MyMeta):
pass
type(MyClass) # class MyMeta
下面是我创建的元类，它试图模拟其他语言的“静态变量”行为。它基本上通过用检查所请求的属性是否为“静态变量”的版本替换默认的getter、setter和deleter来工作。
“静态变量”的目录存储在StaticVarMeta.statics属性中。最初尝试使用替代解析顺序解析所有属性请求。我将其称为“静态解决顺序”或“SRO”。这是通过在给定类（或其父类）的“静态变量”集合中查找所请求的属性来完成的。如果该属性未出现在“SRO”中，则类将返回默认的属性get/set/delete行为（即“MRO”）。
from functools import wraps
class StaticVarsMeta(type):
'''A metaclass for creating classes that emulate the "static variable" behavior
of other languages. I do not advise actually using this for anything!!!
Behavior is intended to be similar to classes that use __slots__. However, "normal"
attributes and __statics___ can coexist (unlike with __slots__).
Example usage:
class MyBaseClass(metaclass = StaticVarsMeta):
__statics__ = {'a','b','c'}
i = 0 # regular attribute
a = 1 # static var defined (optional)
class MyParentClass(MyBaseClass):
__statics__ = {'d','e','f'}
j = 2 # regular attribute
d, e, f = 3, 4, 5 # Static vars
a, b, c = 6, 7, 8 # Static vars (inherited from MyBaseClass, defined/re-defined here)
class MyChildClass(MyParentClass):
__statics__ = {'a','b','c'}
j = 2 # regular attribute (redefines j from MyParentClass)
d, e, f = 9, 10, 11 # Static vars (inherited from MyParentClass, redefined here)
a, b, c = 12, 13, 14 # Static vars (overriding previous definition in MyParentClass here)'''
statics = {}
def __new__(mcls, name, bases, namespace):
# Get the class object
cls = super().__new__(mcls, name, bases, namespace)
# Establish the "statics resolution order"
cls.__sro__ = tuple(c for c in cls.__mro__ if isinstance(c,mcls))
# Replace class getter, setter, and deleter for instance attributes
cls.__getattribute__ = StaticVarsMeta.__inst_getattribute__(cls, cls.__getattribute__)
cls.__setattr__ = StaticVarsMeta.__inst_setattr__(cls, cls.__setattr__)
cls.__delattr__ = StaticVarsMeta.__inst_delattr__(cls, cls.__delattr__)
# Store the list of static variables for the class object
# This list is permanent and cannot be changed, similar to __slots__
try:
mcls.statics[cls] = getattr(cls,'__statics__')
except AttributeError:
mcls.statics[cls] = namespace['__statics__'] = set() # No static vars provided
# Check and make sure the statics var names are strings
if any(not isinstance(static,str) for static in mcls.statics[cls]):
typ = dict(zip((not isinstance(static,str) for static in mcls.statics[cls]), map(type,mcls.statics[cls])))[True].__name__
raise TypeError('__statics__ items must be strings, not {0}'.format(typ))
# Move any previously existing, not overridden statics to the static var parent class(es)
if len(cls.__sro__) > 1:
for attr,value in namespace.items():
if attr not in StaticVarsMeta.statics[cls] and attr != ['__statics__']:
for c in cls.__sro__[1:]:
if attr in StaticVarsMeta.statics[c]:
setattr(c,attr,value)
delattr(cls,attr)
return cls
def __inst_getattribute__(self, orig_getattribute):
'''Replaces the class __getattribute__'''
@wraps(orig_getattribute)
def wrapper(self, attr):
if StaticVarsMeta.is_static(type(self),attr):
return StaticVarsMeta.__getstatic__(type(self),attr)
else:
return orig_getattribute(self, attr)
return wrapper
def __inst_setattr__(self, orig_setattribute):
'''Replaces the class __setattr__'''
@wraps(orig_setattribute)
def wrapper(self, attr, value):
if StaticVarsMeta.is_static(type(self),attr):
StaticVarsMeta.__setstatic__(type(self),attr, value)
else:
orig_setattribute(self, attr, value)
return wrapper
def __inst_delattr__(self, orig_delattribute):
'''Replaces the class __delattr__'''
@wraps(orig_delattribute)
def wrapper(self, attr):
if StaticVarsMeta.is_static(type(self),attr):
StaticVarsMeta.__delstatic__(type(self),attr)
else:
orig_delattribute(self, attr)
return wrapper
def __getstatic__(cls,attr):
'''Static variable getter'''
for c in cls.__sro__:
if attr in StaticVarsMeta.statics[c]:
try:
return getattr(c,attr)
except AttributeError:
pass
raise AttributeError(cls.__name__ + " object has no attribute '{0}'".format(attr))
def __setstatic__(cls,attr,value):
'''Static variable setter'''
for c in cls.__sro__:
if attr in StaticVarsMeta.statics[c]:
setattr(c,attr,value)
break
def __delstatic__(cls,attr):
'''Static variable deleter'''
for c in cls.__sro__:
if attr in StaticVarsMeta.statics[c]:
try:
delattr(c,attr)
break
except AttributeError:
pass
raise AttributeError(cls.__name__ + " object has no attribute '{0}'".format(attr))
def __delattr__(cls,attr):
'''Prevent __sro__ attribute from deletion'''
if attr == '__sro__':
raise AttributeError('readonly attribute')
super().__delattr__(attr)
def is_static(cls,attr):
'''Returns True if an attribute is a static variable of any class in the __sro__'''
if any(attr in StaticVarsMeta.statics[c] for c in cls.__sro__):
return True
return False
类变量并允许子类化
假设你不是在寻找一个真正的静态变量，而是一个类似于蟒蛇的东西，它可以为同意的成年人做同样的工作，那么就使用一个类变量。这将为您提供一个所有实例都可以访问（和更新）的变量
注意：其他许多使用类变量的答案都会破坏子类化。应避免直接按名称引用类。
from contextlib import contextmanager
class Sheldon(object):
foo = 73
def __init__(self, n):
self.n = n
def times(self):
cls = self.__class__
return cls.foo * self.n
#self.foo * self.n would give the same result here but is less readable
# it will also create a local variable which will make it easier to break your code
def updatefoo(self):
cls = self.__class__
cls.foo *= self.n
#self.foo *= self.n will not work here
# assignment will try to create a instance variable foo
@classmethod
@contextmanager
def reset_after_test(cls):
originalfoo = cls.foo
yield
cls.foo = originalfoo
#if you don't do this then running a full test suite will fail
#updates to foo in one test will be kept for later tests
将为您提供与使用Sheldon.foo处理变量相同的功能，并将通过以下测试：
def test_times():
with Sheldon.reset_after_test():
s = Sheldon(2)
assert s.times() == 146
def test_update():
with Sheldon.reset_after_test():
s = Sheldon(2)
s.updatefoo()
assert Sheldon.foo == 146
def test_two_instances():
with Sheldon.reset_after_test():
s = Sheldon(2)
s3 = Sheldon(3)
assert s.times() == 146
assert s3.times() == 219
s3.updatefoo()
assert s.times() == 438
它还允许其他人简单地：
class Douglas(Sheldon):
foo = 42
这也将起作用：
def test_subclassing():
with Sheldon.reset_after_test(), Douglas.reset_after_test():
s = Sheldon(2)
d = Douglas(2)
assert d.times() == 84
assert s.times() == 146
d.updatefoo()
assert d.times() == 168 #Douglas.Foo was updated
assert s.times() == 146 #Seldon.Foo is still 73
def test_subclassing_reset():
with Sheldon.reset_after_test(), Douglas.reset_after_test():
s = Sheldon(2)
d = Douglas(2)
assert d.times() == 84 #Douglas.foo was reset after the last test
assert s.times() == 146 #and so was Sheldon.foo
有关创建课程时要注意的事项的最佳建议，请查看Raymond Hettinger的视频https://www.youtube.com/watch?v=HTLu2DFOdTg
类工厂python3.6中的静态变量
对于使用python3.6及更高版本的类工厂的任何人，请使用非本地关键字将其添加到正在创建的类的作用域/上下文中，如下所示：
>>> def SomeFactory(some_var=None):
... class SomeClass(object):
... nonlocal some_var
... def print():
... print(some_var)
... return SomeClass
...
>>> SomeFactory(some_var="hello world").print()
hello world
您还可以使用元类强制类为静态类。
class StaticClassError(Exception):
pass
class StaticClass:
__metaclass__ = abc.ABCMeta
def __new__(cls, *args, **kw):
raise StaticClassError("%s is a static class and cannot be initiated."
% cls)
class MyClass(StaticClass):
a = 1
b = 3
@staticmethod
def add(x, y):
return x+y
然后，每当您意外尝试初始化MyClass时，都会收到StaticClassError。
