第7.14节 Python类中的实例方法详析

第7.14节 Python类中的实例方法详析

一、    实例方法的定义
在本章前面章节已经介绍了类的实例方法，实例方法的定义有三种方式：
1.    类体中定义实例方法
第一种方式很简单，就是在类体中定义，所有在类中定义的方法默认是实例方法。定义实例方法与定义函数基本相同，只是Python要求实例方法的第一个形参必须为self，也就是实例对象本身，因此实例方法至少应该有一个self参数。关于self的说明，请大家参考老猿前面的章节《第7.5节 揭开Python类中self的面纱》。如下例子：

class MethodTest():
    def method1(self):print("in method1")

2.    在类体外将一个函数直接赋值给一个对象实例
Python 是动态语言，允许为对象动态增加方法，相关步骤如下：
1)    按照实例方法定义形式在类体外定义一个函数，函数需要将self作为第一个参数；
2)    使用“实例对象名.方法名=函数”方式在实例中增加方法。
老猿认为，这种动态定义实例方法，本质上就是动态增加实例变量，只是这个实例变量比较特殊，是个函数类型，对应的赋值也是一个函数。因此上述方法定义的实例方法，与类体中定义的方法还是有差别的，对这种方法Python 不会将实例对象自动绑定到方法的第一个参数，即使将第一个参数命名为 self 也没有用。
3.    在类体外将一个函数绑定到对象实例
这种方法与第二种方法本质上是一致的，只是能解决调用时无法自动将实例对象作为第一个实参处理的问题。具体绑定方法如下：
1)    按照实例方法定义形式在类体外定义一个函数，函数需要将self作为第一个参数；
2)    使用“实例对象名.方法名 = MethodType(函数, 对象)” 方式在实例中增加方法。
其中MethodType是从Python的types模块import进来的，通过MethodType可以将函数与实例对象的某个方法进行绑定，调用时就无需再传递实例对象到第一个参数。

上述第二种和第三种方法都是动态方法，绑定的“实例对象名.方法名”可以是一个已经存在的实例方法，也可以是新定义的一个属性方法，如果是一个已经存在的实例方法，新绑定的函数将替换原实例的方法。

二、    实例方法的使用
1.    实例方法可以在类体的实例方法内调用，此时调用方使用“self.方法”方式调用，并在调用传递实参时不需要使用self。请看如下类的定义和调用：

class MethodTest():
    def method1(self):print("in method1")
    def method2(self):
        print("in method2")
        self.method1()

上述代码中method2调用了方法method1，使用self方式调用。
2.    在类体外面调用类体内直接定义的实例方法，直接用“实例名.方法名”方式调用，对于类体内定义的实例方法传实参时无需传递self形参对应的实参，由Python在编译时自动添加实例对象作为第一个实参。请看上面的类定义实例对象后调用method2：

m1=MethodTest()
m1.method2()

上述样例代码执行截图：

注意：在类外调用实例方法时，无需也不能传递self的实参，由Python解释器自动为其在后面执行时添加。如果定义的方法没有以类方法的方式定义，也没有在方法定义时将self作为第一个形参，编译时并不会报错，但调用该实例方法时会有运行时错误，因为Python会强行绑定实例对象作为第一个参数，因此调用者的实参与定义的形参是一样时，此时会多出一个实参self，导致执行时报参数个数不对的错误。
3.    在类体外面调用通过函数直接赋值定义的实例方法时，其调用方式与类体内定义的模式不同，要求第一个实参必须是调用的对象本身；
以上面的类MethodTest为例，如果要增加一个method3的实例方法，其代码如下：

def dynamicmethond(self):print("in DynamicMethond")
m1.method3=dynamicmethond

这样m1这个实例就增加了一个method3方法，调用代码如下：
m1.method3(m1)  #注意必须在第一个参数将实例自身传递进去

4.    在类体外面调用通过MethodType绑定的实例方法时，其调用方式与类体内定义的模式相同，第一个形参self对应的实参无需传值，由Python自动添加对应的实例对象；
以上面的类MethodTest为例，如果要增加一个method4的实例方法进行绑定，其代码如下：

def dynamicmethond(self):print("in DynamicMethond")
m1.method4= MethodType(dynamicmethond,m1)

这样m1这个实例就增加了一个method4方法，且实现了方法与实例的绑定，调用代码如下：

m1.method4()

三、    构造方法
之所以单独介绍构造方法，是因为构造方法是一个特殊的实例方法，具体特殊性包括如下：
1.    Python的构造方法对所有自定义类名字都固定为__init__，且第一个参数必须为self;
2.    可以允许开发者没有在类中定义构造方法，此时Python 会自动为该类定义一个只包含一个 self 参数的默认的构造方法；
3.    构造方法如果有多个形参，除了第一个参数必须是self外，其他参数都是创建实例时在类名后面的括号中给出，也就构造方法的参数就是创建实例时传入的参数，也必须是创建实例时传入；
4.    构造方法是每个实例定义时自动执行;
5.    在子类重写构造方法时，必须调用超类（继承的类）的构造方法，否则可能无法正确地初始化对象。
1)    Python3中所有类都继承于object类，构造函数的重写不用考虑object类的情况，即无需调用object类的构造函数；
2)    在构造方法中调用父类的构造方法时，可以使用“父类.类名.__init__（self,其他参数）”的方式调用；
3)    在构造方法中调用父类的构造方法时，可以使用“super().__init__ (参数）”的方式调用，注意此时的参数中不能传递self参数。但这种情况如果存在多个超类时，执行的是第一个超类的构造方法，其实参必须按照第一个超类构造方法的形参来传递，其他超类的构造方法必须通过“父类.类名.__init__（self,其他参数）”的方式调用。
理解了这几点，结合其他语言的构造方法，就理解了Python的构造方法。

四、    本节相关代码的完整执行截屏

本节结合案例详细介绍了实例方法的定义和使用方法，需要注意，动态定义实例方法只影响单个实例自身，对其他实例没有影响。老猿认为动态定义实例方法的使用范围比较有限，如果可能尽量使用类体定义实例方法，仅在特定场景（如动态扩展功能）下使用动态实例方法。
老猿Python（https://blog.youkuaiyun.com/LaoYuanPython）系列文章用于逐步介绍老猿学习Python后总结的学习经验，这些经验有助于没有接触过Python的程序员可以很容易地进入Python的世界。
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