Python 如何正確使用靜態(tài)方法和類(lèi)方法?

劇照 | 《魷魚(yú)游戲》
最近有同學(xué)在知識(shí)星球上問(wèn),什么情況下使用靜態(tài)方法,什么情況下使用類(lèi)方法。今天我們就來(lái)捋一下這兩個(gè)方法的應(yīng)用場(chǎng)景。
首先,我們來(lái)定義一個(gè)普通的類(lèi),里面都是普通的方法,普通方法又叫實(shí)例方法。
class?People:
????def?__init__(self,?name,?age):
????????self.name?=?name
????????self.age?=?age
????def?introduce_myself(self):
????????print(f'大家好,我叫:?{self.name}')
????def?add_two_string_num(self,?a,?b):
????????a_int?=?int(a)
????????b_int?=?int(b)
????????return?a_int?+?b_int
????def?calc_age_after_n_year(self,?n):
????????age?=?self.add_two_string_num(self.age,?n)
????????print(f'{n}年以后,我{age}歲')
這個(gè)類(lèi)運(yùn)行起來(lái)的效果如下圖所示:

大家注意在這個(gè)類(lèi)里面的方法add_two_string_num,它接受兩個(gè)參數(shù),并將他們轉(zhuǎn)換為int類(lèi)型,然后相加并返回結(jié)果。這個(gè)過(guò)程非常簡(jiǎn)單,但是,它跟People這個(gè)類(lèi)有什么直接關(guān)系嗎?
其實(shí)這個(gè)方法跟這個(gè)類(lèi)沒(méi)有什么直接關(guān)系,我們甚至把它改成函數(shù)都可以:
def?add_two_string_num(a,?b):
????a_int?=?int(a)
????b_int?=?int(b)
????return?a_int?+?b_int
class?People:
????def?__init__(self,?name,?age):
????????self.name?=?name
????????self.age?=?age
????def?introduce_myself(self):
????????print(f'大家好,我叫:?{self.name}')
????def?calc_age_after_n_year(self,?n):
????????age?=?add_two_string_num(self.age,?n)
????????print(f'{n}年以后,我{age}歲')
????????
kingname?=?People('kingname',?20)
kingname.introduce_myself()
kingname.calc_age_after_n_year(10)
運(yùn)行結(jié)果跟之前完全一樣:

我們可以說(shuō),add_two_string_num函數(shù)就是一個(gè)工具函數(shù)。工具函數(shù)接收參數(shù),輸出結(jié)果,完全不關(guān)心誰(shuí)在調(diào)用他,也不關(guān)心在哪里調(diào)用他。
但現(xiàn)在有一個(gè)比較尷尬的事情,這個(gè)函數(shù),只有?People在調(diào)用,其它地方都沒(méi)有調(diào)用。單獨(dú)把它放到其它地方又顯得多余,弄成實(shí)例方法又浪費(fèi)了self參數(shù),這個(gè)時(shí)候,我們就可以用靜態(tài)方法:
class?People:
????def?__init__(self,?name,?age):
????????self.name?=?name
????????self.age?=?age
????def?introduce_myself(self):
????????print(f'大家好,我叫:?{self.name}')
????@staticmethod
????def?add_two_string_num(a,?b):
????????a_int?=?int(a)
????????b_int?=?int(b)
????????return?a_int?+?b_int
????def?calc_age_after_n_year(self,?n):
????????age?=?People.add_two_string_num(self.age,?n)
????????print(f'{n}年以后,我{age}歲')
kingname?=?People('kingname',?20)
kingname.introduce_myself()
kingname.calc_age_after_n_year(10)
一句話(huà)總結(jié):靜態(tài)方法就是某個(gè)類(lèi)專(zhuān)用的工具函數(shù)。
說(shuō)完了靜態(tài)方法,我們?cè)僬f(shuō)說(shuō)類(lèi)方法。什么情況下應(yīng)該使用類(lèi)方法呢?回答這個(gè)問(wèn)題前,我先反問(wèn)你一個(gè)問(wèn)題,怎么把People類(lèi)初始化成一個(gè)實(shí)例?
你說(shuō)這還不簡(jiǎn)單嗎,一行代碼就行了?。?/p>
xxx?=?People('xxx',?10)
注意,這里你在初始化這個(gè)類(lèi)的時(shí)候,你是一個(gè)一個(gè)參數(shù)傳入進(jìn)去的。如果你用過(guò)順豐寄送快遞,你就會(huì)發(fā)現(xiàn),填寫(xiě)收件人的時(shí)候,有兩種方式,一種方式就像上面這樣,一個(gè)一個(gè)參數(shù)填進(jìn)去。另一種方式,它給你一個(gè)輸入框,你把一段包含姓名,地址,手機(jī)號(hào)的文字粘貼進(jìn)去,它自動(dòng)解析。
那么,如果我現(xiàn)在給你一個(gè)字符串:我的名字:青南,我的年齡:20,把它提取出來(lái)。你怎么基于這個(gè)字符串生成People類(lèi)的實(shí)例?
這個(gè)時(shí)候,你可能會(huì)這樣寫(xiě):
import?re
content?=?'我的名字:青南,我的年齡:20,把它提取出來(lái)'
name?=?re.search('名字:(.*?),',?content).group(1)
age?=?re.search('年齡:(\d+)',?content).group(1)
kingname?=?People(name,?age)
這樣做確實(shí)可以,但我能不能讓People這個(gè)類(lèi)自動(dòng)識(shí)別呢?其實(shí)是可以的,有兩種方法,一種方法是在__init__里面多加幾個(gè)參數(shù),然后在初始化的時(shí)候,從這幾個(gè)參數(shù)里面解析,這個(gè)方法大家都知道,我就不多講了。我們來(lái)講講第二個(gè)方法,就是使用類(lèi)方法。
我們只需要再定義一個(gè)類(lèi)方法:
import?re
class?People:
????def?__init__(self,?name,?age):
????????self.name?=?name
????????self.age?=?age
????def?introduce_myself(self):
????????print(f'大家好,我叫:?{self.name}')
????@staticmethod
????def?add_two_string_num(a,?b):
????????a_int?=?int(a)
????????b_int?=?int(b)
????????return?a_int?+?b_int
????@classmethod
????def?from_chinese_string(cls,?sentence):
????????name?=?re.search('名字:(.*?),',?content).group(1)
????????age?=?re.search('年齡:(\d+)',?content).group(1)
????????return?cls(name,?age)
????def?calc_age_after_n_year(self,?n):
????????age?=?People.add_two_string_num(self.age,?n)
????????print(f'{n}年以后,我{age}歲')
????????
content?=?'我的名字:青南,我的年齡:20,把它提取出來(lái)'
kingname?=?People.from_chinese_string(content)
kingname.introduce_myself()
kingname.calc_age_after_n_year(10)
運(yùn)行效果如下圖所示:

類(lèi)方法使用裝飾器@classmethod來(lái)裝飾,并且它的第一個(gè)參數(shù)是隱式參數(shù)cls。這個(gè)參數(shù)其實(shí)就是People這個(gè)類(lèi)本身。這個(gè)隱式參數(shù)在我們調(diào)用類(lèi)方法的時(shí)候,是不需要傳入的。在這個(gè)類(lèi)方法里面,相當(dāng)于使用People初始化了一個(gè)實(shí)例,然后把這個(gè)實(shí)例返回了出去。
這樣做有什么好處呢?好處就在于我們完全不需要修改__init__,那么,也就不需要修改代碼里面其它調(diào)用了People類(lèi)的地方。例如現(xiàn)在我又想增加從英文句子里面提取名字和年齡的功能,那么只需要再添加一個(gè)類(lèi)方法就可以了:
import?re
class?People:
????def?__init__(self,?name,?age):
????????self.name?=?name
????????self.age?=?age
????def?introduce_myself(self):
????????print(f'大家好,我叫:?{self.name}')
????@staticmethod
????def?add_two_string_num(a,?b):
????????a_int?=?int(a)
????????b_int?=?int(b)
????????return?a_int?+?b_int
????@classmethod
????def?from_chinese_string(cls,?sentence):
????????name?=?re.search('名字:(.*?),',?content).group(1)
????????age?=?re.search('年齡:(\d+)',?content).group(1)
????????return?cls(name,?age)
????@classmethod
????def?from_english_string(cls,?sentence):
????????name?=?re.search('name:?(.*?),',?content).group(1)
????????age?=?re.search('age:?(\d+)',?content).group(1)
????????return?cls(name,?age)
????def?calc_age_after_n_year(self,?n):
????????age?=?People.add_two_string_num(self.age,?n)
????????print(f'{n}年以后,我{age}歲')
????????
content?=?'my?name:?kinganme,?my?age:?15?please?extract?them'
kingname?=?People.from_english_string(content)
kingname.introduce_myself()
kingname.calc_age_after_n_year(10)
運(yùn)行效果如下圖所示:

一句話(huà)總結(jié):當(dāng)你想使用工廠模式,根據(jù)不同的參數(shù)生成同一個(gè)類(lèi)的不同對(duì)象的時(shí)候,就可以使用類(lèi)方法。
其實(shí)如果大家使用過(guò)Python自帶的datetime模塊,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)類(lèi)方法無(wú)處不在:
import?datetime
now?=?datetime.datetime.now()
dt?=?datetime.datetime.fromtimestamp(1633691412)
dt2?=?datetime.datetime.fromisoformat('2021-10-08?19:10:05')
這段代碼里面的.now()、.fromtimestamp()和?.fromisoformat(),都是類(lèi)方法。他們最終返回的都是datetime.datetime對(duì)象,區(qū)別在于他們是根據(jù)不同類(lèi)型的輸入?yún)?shù)生成的。

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