Python學習：執行個體方法、類方法與靜态方法以及差別

在 Python 中，執行個體方法（instance method），類方法（class method）與靜态方法（static method）經常容易混淆。本文通過代碼例子來說明它們的差別。

1.執行個體方法

Python 的執行個體方法用得最多，也最常見。我們先來看 Python 的執行個體方法。

class Kls(object):
    def __init__(self, data):
        self.data = data

    def printd(self):
        print(self.data)


ik1 = Kls('leo')
ik2 = Kls('lee')

ik1.printd()
ik2.printd()      

輸出：

leo
lee      

上述例子中，printd 為一個執行個體方法。執行個體方法第一個參數為self，當使用ik1.printd()調用執行個體方法時，執行個體ik1會傳遞給self參數，這樣self參數就可以引用目前正在調用執行個體方法的執行個體。利用執行個體方法的這個特性，上述代碼正确輸出了兩個執行個體的成員資料。

2.類方法

Python 的類方法采用裝飾器 @classmethod 來定義，我們直接看例子。

class Kls(object):
    num_inst = 0

    def __init__(self):
        Kls.num_inst = Kls.num_inst + 1

    @classmethod
    def get_no_of_instance(cls):
        return cls.num_inst


ik1 = Kls()
ik2 = Kls()

print (ik1.get_no_of_instance())
print (Kls.get_no_of_instance())      

輸出

2
2      

在上述例子中，我們需要統計類Kls執行個體的個數，是以定義了一個類變量num_inst來存放執行個體個數。通過裝飾器 @classmethod 的使用，方法​

​ get_no_of_instance​

​ 被定義成一個類方法。

在調用類方法時，Python 會将類（class Kls）傳遞給cls，這樣在​

​get_no_of_instance​

​内部就可以引用類變量num_inst。

由于在調用類方法時，隻需要将類型本身傳遞給類方法，是以，既可以通過類也可以通過執行個體來調用類方法。

注意，執行個體方法隻可以通過執行個體來調用。

3.靜态方法

在開發中，我們常常需要定義一些方法，這些方法跟類有關，但在實作時并不需要引用類或者執行個體，例如，設定環境變量，修改另一個類的變量，等。這個時候，我們可以使用靜态方法。

Python 使用裝飾器 @staticmethod 來定義一個靜态方法。

IND = 'ON'

class Kls(object):
    def __init__(self, data):
        self.data = data

    @staticmethod
    def checkind():
        return IND == 'ON'

    def do_reset(self):
        if self.checkind():
            print('Reset done for: %s' % self.data)

    def set_db(self):
        if self.checkind():
            print('DB connection made for: %s' % self.data)


ik1 = Kls(24)
ik1.do_reset()
ik1.set_db()      

輸出：

Reset done for: 24
DB connection made for: 24      

在代碼中，我們定義了一個全局變量IND，由于IND跟類Kls相關，是以我們将方法checkind放置在類Kls中定義。方法checkind隻需檢查IND的值，而不需要引用類或者執行個體，是以，我們将方法checkind定義為靜态方法。

對于靜态方法，Python 并不需要傳遞類或者執行個體，是以，既可以使用類也可以使用執行個體來調用靜态方法。

4.執行個體方法，類方法與靜态方法的差別

我們用代碼說明執行個體方法，類方法，靜态方法的差別。注意下述代碼中方法foo，class_foo，static_foo的定義以及使用。

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class Kls(object):
    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)


ik = Kls()

# 執行個體方法
ik.foo(1)
print(ik.foo)
print('==========================================')

# 類方法
ik.class_foo(1)
Kls.class_foo(1)
print(ik.class_foo)
print('==========================================')

# 靜态方法
ik.static_foo(1)
Kls.static_foo('hi')
print(ik.static_foo)      

輸出：

executing foo(<__main__.Kls object at 0x0551E190>,1)
<bound method Kls.foo of <__main__.Kls object at 0x0551E190>>
==========================================
executing class_foo(<class '__main__.Kls'>,1)
executing class_foo(<class '__main__.Kls'>,1)
<bound method type.class_foo of <class '__main__.Kls'>>
==========================================
executing static_foo(1)
executing static_foo(hi)
<function static_foo at 0x055238B0>      

對于執行個體方法，調用時會把執行個體ik作為第一個參數傳遞給self參數。是以，調用ik.foo(1)時輸出了執行個體ik的位址。

對于類方法，調用時會把類Kls作為第一個參數傳遞給cls參數。是以，調用ik.class_foo(1)時輸出了Kls類型資訊。

前面提到，可以通過類也可以通過執行個體來調用類方法，在上述代碼中，我們再一次進行了驗證。

對于靜态方法，調用時并不需要傳遞類或者執行個體。其實，靜态方法很像我們在類外定義的函數，隻不過靜态方法可以通過類或者執行個體來調用而已。

值得注意的是，在上述例子中，foo隻是個函數，但當調用ik.foo的時候我們得到的是一個已經跟執行個體ik綁定的函數。調用foo時需要兩個參數，但調用ik.foo時隻需要一個參數。foo跟ik進行了綁定，是以，當我們列印ik.foo時，會看到以下輸出:

<bound method Kls.foo of <__main__.Kls object at 0x0551E190>>      

當調用ik.class_foo時，由于class_foo是類方法，是以，class_foo跟Kls進行了綁定（而不是跟ik綁定）。當我們列印ik.class_foo時，輸出：

<bound method type.class_foo of <class '__main__.Kls'>>      

<function static_foo at 0x055238B0>