用@staticmethod修饰的方法和用@classmethod修饰的方法有什么区别?


当前回答

让我先告诉一下用@classmethod修饰的方法和@staticmethod修饰的方法之间的相似性。

相似性:它们都可以在类本身上调用,而不仅仅是类的实例。所以,在某种意义上,这两种方法都是Class的方法。

区别:类方法将接收类本身作为第一个参数,而静态方法不接收。

因此,在某种意义上,静态方法并不绑定到类本身,只是因为它可能具有相关功能而挂在那里。

>>> class Klaus:
        @classmethod
        def classmthd(*args):
            return args

        @staticmethod
        def staticmthd(*args):
            return args

# 1. Call classmethod without any arg
>>> Klaus.classmthd()  
(__main__.Klaus,)  # the class gets passed as the first argument

# 2. Call classmethod with 1 arg
>>> Klaus.classmthd('chumma')
(__main__.Klaus, 'chumma')

# 3. Call staticmethod without any arg
>>> Klaus.staticmthd()  
()

# 4. Call staticmethod with 1 arg
>>> Klaus.staticmthd('chumma')
('chumma',)

其他回答

一个非常重要的实际差异发生在子类化时。如果你不介意的话,我会劫持@unsubu的例子:

class A: 
    def foo(self, x): 
        print("executing foo(%s, %s)" % (self, x)) 
 
    @classmethod
    def class_foo(cls, x): 
        print("executing class_foo(%s, %s)" % (cls, x))
 
    @staticmethod 
    def static_foo(x): 
        print("executing static_foo(%s)" % x)

class B(A):
    pass

在class_foo中,该方法知道它是在哪个类上调用的:

A.class_foo(1)
# => executing class_foo(<class '__main__.A'>, 1)
B.class_foo(1)
# => executing class_foo(<class '__main__.B'>, 1)

在static_foo中,无法确定它是在A还是B上调用的:

A.static_foo(1)
# => executing static_foo(1)
B.static_foo(1)
# => executing static_foo(1)

注意,这并不意味着您不能在静态方法中使用其他方法,您只需直接引用类,这意味着子类的静态方法仍将引用父类:

class A:
    @classmethod
    def class_qux(cls, x):
        print(f"executing class_qux({cls}, {x})")
    
    @classmethod
    def class_bar(cls, x):
        cls.class_qux(x)

    @staticmethod
    def static_bar(x):
        A.class_qux(x)

class B(A):
    pass

A.class_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.A'>, 1)
B.class_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.B'>, 1)
A.static_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.A'>, 1)
B.static_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.A'>, 1)

也许一些示例代码会有所帮助:注意foo、class_foo和static_foo的调用签名的不同:

class A(object):
    def foo(self, x):
        print(f"executing foo({self}, {x})")

    @classmethod
    def class_foo(cls, x):
        print(f"executing class_foo({cls}, {x})")

    @staticmethod
    def static_foo(x):
        print(f"executing static_foo({x})")

a = A()

下面是对象实例调用方法的常用方法。对象实例a作为第一个参数隐式传递。

a.foo(1)
# executing foo(<__main__.A object at 0xb7dbef0c>, 1)

使用classmethods,对象实例的类作为第一个参数而不是self隐式传递。

a.class_foo(1)
# executing class_foo(<class '__main__.A'>, 1)

也可以使用类调用class_foo。事实上,如果你定义了类方法,这可能是因为您打算从类而不是从类实例调用它。A.foo(1)会引发TypeError,但A.class_foo(1)工作正常:

A.class_foo(1)
# executing class_foo(<class '__main__.A'>, 1)

人们发现类方法的一个用途是创建可继承的替代构造函数。


使用staticmethods,self(对象实例)和cls(类)都不会作为第一个参数隐式传递。它们的行为类似于普通函数,只是您可以从实例或类调用它们:

a.static_foo(1)
# executing static_foo(1)

A.static_foo('hi')
# executing static_foo(hi)

静态方法用于将与类有某种逻辑联系的函数分组到该类。


foo只是一个函数,但当你调用.foo时,你不只是得到函数,您将得到函数的“部分应用”版本,其中对象实例a作为函数的第一个参数。foo需要2个参数,而a.foo只需要1个参数。

a绑定到foo。这就是以下术语“约束”的含义:

print(a.foo)
# <bound method A.foo of <__main__.A object at 0xb7d52f0c>>

对于.class_foo,a不绑定到class_foo,而类a绑定到class-foo。

print(a.class_foo)
# <bound method type.class_foo of <class '__main__.A'>>

这里,对于staticmethod,即使它是一个方法,a.static_foo也只返回一个没有参数约束的好的ole函数。static_foo需要1个参数,并且.static_foo也需要1个参数。

print(a.static_foo)
# <function static_foo at 0xb7d479cc>

当然,当用类A调用static_foo时也会发生同样的情况。

print(A.static_foo)
# <function static_foo at 0xb7d479cc>

我想在前面所有答案的基础上补充以下内容,这不是官方的,但符合标准。

首先,你可以考虑总是给予最少的特权。因此,如果您不需要特定于实例的内容,请将其设置为类方法。如果您不需要特定于类的内容,请将其设置为静态方法。

第二件事是考虑您可以通过创建的方法类型进行通信。静态方法-助手函数意味着在类本身之外使用。类函数-可以在没有实例化的情况下调用,但意味着只能与该类一起使用-否则将是一个静态方法!实例方法-仅用于实例。

这可以帮助您沟通模式以及如何使用代码。

class Foo:
    @classmethod
    def bar(cls, id: int = None):
        query = session.query(
            a.id,
            a.name,
            a.address,
        )

        if id is not None:
            query = query.filter(a.id == id)

        return query

例如,上面提到的——没有理由说明方法栏不能是静态的。然而,通过将其设置为类方法,您可以传达它应该由类本身使用,而不是作为其他地方使用的助手函数!

请记住,以上内容不是官方的,而是我个人的偏好

关于staticmethod vs classmethod的另一个考虑是继承。假设你有以下课程:

class Foo(object):
    @staticmethod
    def bar():
        return "In Foo"

然后您需要在子类中重写bar():

class Foo2(Foo):
    @staticmethod
    def bar():
        return "In Foo2"

这是可行的,但请注意,现在子类(Foo2)中的bar()实现不能再利用该类特有的任何特性。例如,假设Foo2有一个名为magic()的方法,您希望在Foo2实现bar()时使用该方法:

class Foo2(Foo):
    @staticmethod
    def bar():
        return "In Foo2"
    @staticmethod
    def magic():
        return "Something useful you'd like to use in bar, but now can't" 

这里的解决方法是在bar()中调用Foo2.magic(),但随后您重复自己的操作(如果Foo2的名称发生更改,您必须记住更新bar()方法)。

对我来说,这稍微违反了开放/封闭原则,因为在Foo中做出的决定会影响您重构派生类中的公共代码的能力(即扩展的开放性较低)。如果bar()是一个类方法,我们就可以了:

class Foo(object):
    @classmethod
    def bar(cls):
        return "In Foo"

class Foo2(Foo):
    @classmethod
    def bar(cls):
        return "In Foo2 " + cls.magic()
    @classmethod
    def magic(cls):
        return "MAGIC"

print Foo2().bar()

给出:In Foo2 MAGIC

此外:历史笔记:Guido Van Rossum(Python的创建者)曾将静态方法称为“意外”:https://mail.python.org/pipermail/python-ideas/2012-May/014969.html

我们都知道静态方法有多有限。(它们基本上是一个意外——回到Python 2.2时代,当我发明新型类和描述符时,我想实现类方法,但一开始我不理解它们,意外地先实现了静态方法。然后,删除它们,只提供类方法已经太晚了。

也:https://mail.python.org/pipermail/python-ideas/2016-July/041189.html

老实说,staticmethod是一个错误——我试图做一些类似Java类方法的事情,但一旦发布,我发现真正需要的是类方法。但要摆脱静态方法为时已晚。

首先,让我们从一个示例代码开始,我们将使用它来理解这两个概念:

class Employee:

    NO_OF_EMPLOYEES = 0
  
    def __init__(self, first_name, last_name, salary):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name
        self.salary = salary
        self.increment_employees()

    def give_raise(self, amount):
        self.salary += amount

    @classmethod
    def employee_from_full_name(cls, full_name, salary):
        split_name = full_name.split(' ')
        first_name = split_name[0]
        last_name = split_name[1]
        return cls(first_name, last_name, salary)

    @classmethod
    def increment_employees(cls):
        cls.NO_OF_EMPLOYEES += 1

    @staticmethod
    def get_employee_legal_obligations_txt():
        legal_obligations = """
        1. An employee must complete 8 hours per working day
        2. ...
        """
        return legal_obligations

Class方法

类方法接受类本身作为隐式参数,以及(可选地)定义中指定的任何其他参数。重要的是要理解类方法不能访问对象实例(就像实例方法一样)。因此,类方法不能用于更改实例化对象的状态,而是能够更改该类的所有实例之间共享的类状态。当我们需要访问类本身时,类方法通常很有用——例如,当我们想要创建工厂方法时,即创建类实例的方法。换句话说,类方法可以作为替代构造函数。

在我们的示例代码中,可以通过提供三个参数来构造Employee的实例;first_name、last_name和薪水。

employee_1 = Employee('Andrew', 'Brown', 85000)
print(employee_1.first_name)
print(employee_1.salary)

'Andrew'
85000

现在,让我们假设有可能在单个字段中提供雇员的姓名,在该字段中,名字和姓氏用空格分隔。在本例中,我们可以使用名为employee_from_full_name的类方法,该方法总共接受三个参数。第一个是类本身,这是一个隐式参数,这意味着在调用方法时不会提供它-Python将自动为我们执行此操作:

employee_2 = Employee.employee_from_full_name('John Black', 95000)
print(employee_2.first_name)
print(employee_2.salary)

'John'
95000

请注意,也可以从对象实例调用employee_from_full_name,尽管在这种情况下,这没有什么意义:

employee_1 = Employee('Andrew', 'Brown', 85000)
employee_2 = employee_1.employee_from_full_name('John Black', 95000)

我们可能想要创建类方法的另一个原因是,当我们需要更改类的状态时。在我们的示例中,类变量NO_OF_EMPLOYEES跟踪当前为公司工作的员工数量。每次创建Employee的新实例时都会调用此方法,并相应地更新计数:

employee_1 = Employee('Andrew', 'Brown', 85000)
print(f'Number of employees: {Employee.NO_OF_EMPLOYEES}')
employee_2 = Employee.employee_from_full_name('John Black', 95000)
print(f'Number of employees: {Employee.NO_OF_EMPLOYEES}')

Number of employees: 1
Number of employees: 2

静态方法

另一方面,在静态方法中,实例(即self)和类本身(即cls)都不会作为隐式参数传递。这意味着此类方法不能访问类本身或其实例。现在有人可能会争辩说,静态方法在类的上下文中并不有用,因为它们也可以放在助手模块中,而不是作为类的成员添加它们。在面向对象的编程中,将类构造成逻辑块非常重要,因此,当我们需要在类下添加方法时,静态方法非常有用,因为它在逻辑上属于该类。在我们的示例中,名为get_eemployee_legal_entributions_txt的静态方法只返回一个字符串,该字符串包含公司每个员工的法律义务。此函数不与类本身或任何实例交互。它可能被放置在不同的帮助器模块中,但是,它只与这个类相关,因此我们必须将它放置在Employee类下。

可以直接从类本身访问静态方法

print(Employee.get_employee_legal_obligations_txt())


    1. An employee must complete 8 hours per working day
    2. ...

或从类的实例:

employee_1 = Employee('Andrew', 'Brown', 85000)
print(employee_1.get_employee_legal_obligations_txt())


    1. An employee must complete 8 hours per working day
    2. ...

工具书类

Python中静态方法和类方法的区别是什么?