Python中各種方法的運作原理解析

         這篇文章主要介紹了深入理解Python中各種方法的運作原理,包括抽象方法和靜態方法和類方法等之間異同的比較,需要的朋友可以參考下

   

        方法在Python中是如何工作的

        方法就是一個函數，它作為一個類屬性而存在，你可以用如下方式來聲明、訪問一個函數：

? 1 2 3 4 5 6 7 8 >>> 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在告訴你，屬性_get_size是類Pizza的一個未綁定方法。這是什麼意思呢？很快我們就會知道答案：

? 1 2 3 4 >>> Pizza.get_size() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unbound method get_size() must be called with Pizza instance as first argument (got nothing instead)

我們不能這麼調用，因為它還沒有綁定到Pizza類的任何實例上，它需要一個實例作為第一個參數傳遞進去（Python2必須是該類的實例，Python3中可以是任何東西），嘗試一下：

? 1 >>> Pizza.get_size(Pizza(42))

太棒了，現在用一個實例作為它的的第一個參數來調用，整個世界都清靜了，如果我說這種調用方式還不是最方便的，你也會這麼認為的；沒錯，現在每次調用這個方法的時候我們都不得不引用這個類，如果不知道哪個類是我們的對象，長期看來這種方式是行不通的。

那麼Python為我們做了什麼呢，它綁定了所有來自類_Pizza的方法以及該類的任何一個實例的方法。也就意味著現在屬性get_size是Pizza的一個實例對象的綁定方法，這個方法的第一個參數就是該實例本身。

? 1 2 3 4 >>> Pizza(42).get_size <bound method Pizza.get_size of <__main__.Pizza object at 0x7f3138827910>> >>> Pizza(42).get_size() 42

和我們預期的一樣，現在不再需要提供任何參數給_get_size，因為它已經是綁定的，它的self參數會自動地設置給Pizza實例，下面代碼是最好的證明：

? 1 2 3 >>> m = Pizza(42).get_size >>> m() 42

更有甚者，你都沒必要使用持有Pizza對象的引用了，因為該方法已經綁定到了這個對象，所以這個方法對它自己來說是已經足夠了。

也許，如果你想知道這個綁定的方法是綁定在哪個對象上，下面這種手段就能得知：

? 1 2 3 4 5 6 7 8 >>> m = Pizza(42).get_size >>> m.__self__ <__main__.Pizza object at 0x7f3138827910> >>> # You could guess, look at this: ... >>> m == m.__self__.get_size True

顯然，該對象仍然有一個引用存在，只要你願意你還是可以把它找回來。

在Python3中，依附在類上的函數不再當作是未綁定的方法，而是把它當作一個簡單地函數，如果有必要它會綁定到一個對象身上去，原則依然和Python2保持一致，但是模塊更簡潔：

? 1 2 3 4 5 6 7 8 >>> 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>

靜態方法

靜態方法是一類特殊的方法，有時你可能需要寫一個屬於這個類的方法，但是這些代碼完全不會使用到實例對象本身，例如：

? 1 2 3 4 5 6 7 class Pizza(object): @staticmethod def mix_ingredients(x, y): return x + y   def cook(self): return self.mix_ingredients(self.cheese, self.vegetables)

這個例子中，如果把_mix_ingredients作為非靜態方法同樣可以運行，但是它要提供self參數，而這個參數在方法中根本不會被使用到。這裡的@staticmethod裝飾器可以給我們帶來一些好處：

Python不再需要為Pizza對象實例初始化一個綁定方法，綁定方法同樣是對象，但是創建他們需要成本，而靜態方法就可以避免這些。

? 1 2 3 4 5 6 >>> Pizza().cook is Pizza().cook False >>> Pizza().mix_ingredients is Pizza.mix_ingredients True >>> Pizza().mix_ingredients is Pizza().mix_ingredients True

可讀性更好的代碼，看到@staticmethod我們就知道這個方法並不需要依賴對象本身的狀態。
可以在子類中被覆蓋，如果是把mix_ingredients作為模塊的頂層函數，那麼繼承自Pizza的子類就沒法改變pizza的mix_ingredients了如果不覆蓋cook的話。

類方法

話雖如此，什麼是類方法呢？類方法不是綁定到對象上，而是綁定在類上的方法。

? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 >>> 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 True >>> Pizza.get_radius() 42

無論你用哪種方式訪問這個方法，它總是綁定到了這個類身上，它的第一個參數是這個類本身（記住：類也是對象）。

什麼時候使用這種方法呢？類方法通常在以下兩種場景是非常有用的：

工廠方法：它用於創建類的實例，例如一些預處理。如果使用@staticmethod代替，那我們不得不硬編碼Pizza類名在函數中，這使得任何繼承Pizza的類都不能使用我們這個工廠方法給它自己用。

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