Python中的static method、class method和instance method

类属性和实例属性

在开始整理这两个Decorator之前，先来理一理类和实例之间的关系，那就从属性开始吧，其实属性和方法，大家可以把他们看作是一样的，在python中，一切都是对象，在逻辑上，属性和方法，是一样的。

class Pcl(object):
    class_data = 2

    def __init__(self, data):
        self.data = data

p1 = Pcl(10)
p2 = Pcl(20)
print('--------------------------------')
print('p1.data:', p1.data)
print('p2.data:', p2.data)
# print('Pcl.data: ', Pcl.data)
print('p1.class_data:', p1.class_data)
print('p2.class_data:', p2.class_data)
print('Pcl.class_data:', Pcl.class_data)
p1.class_data = 100
print('--------------------------------')
print('p1.class_data:', p1.class_data)
print('p2.class_data:', p2.class_data)
print('Pcl.class_data:', Pcl.class_data)
Pcl.class_data = 50
print('--------------------------------')
print('p1.class_data:', p1.class_data)
print('p2.class_data:', p2.class_data)
print('Pcl.class_data:', Pcl.class_data)

打印的结果会是

>>>--------------------------------
>>>p1.data: 10
>>>p2.data: 20
>>>p1.class_data: 2
>>>p2.class_data: 2
>>>Pcl.class_data: 2
>>>--------------------------------
>>>p1.class_data: 100
>>>p2.class_data: 2
>>>Pcl.class_data: 2
>>>--------------------------------
>>>p1.class_data: 100
>>>p2.class_data: 50
>>>Pcl.class_data: 50

• 创建了两个对象，他们的data属性是互不相干的，这个很好理解
• 类属性class_data对象之间共享同一个
• 当修改类属性的时候，发生了一些神奇的事情
  
  • p1.class_data = 100 这一步其实并没有修改那个类属性class_data，而是给p1这个对象创建了一个新的属性，恰好命名也是class_data，所以打印结果就如上所示了
  • 而当我们执行Pcl.class_data = 50 这一句的时候，才真正修改了那个类属性，所以接下来的打印结果，p1因为有了和类属性相同命名的一个属性，所以还是100，p2和Pcl调用的结果，都变成了50

Instance Method

大多数时候，类中的方法都是这种实例方法，随意举个栗子：

class Pcl(object):
    def __init__(self, data):
        self.data = data
    def foo(self):
        print(self.data)

Pcl(10).foo()

打印的结果是

>>>10

简单解释一下，Instance Method的参数第一个必须是self，代表自身对象的引用，实例的任何属性和任何方法，都通过self来调用。

@classmethod

基于Instance Method，当一个方法中，没有通过self来做任何调用，但是调用了类属性（方法），Python建议把这个方法前加上@classmethod，再来举个栗子：

class Pcl(object):
    class_data = 0

    def __init__(self):
        Pcl.class_data += 1

    @classmethod
    def bar(cls):
        print(cls.class_data)

a = Pcl()
b = Pcl()
a.bar()
Pcl.bar()

可以看到，构造了两个对象，class_data 的值向上叠加了2，所以打印结果是：

>>>2
>>>2

对象和类都可以直接调用bar方法，这点和InstanceMethod不同。classmethod的第一个参数，也是Python规定的，必须是cls，代表类本身，cls.class_data相当于Pcl.class_data
为什么说这种情况加上@classmethod是Python建议呢，Python的灵活之处就在这里，不加@classmethod，对程序运行毫无影响，至于调用类属性（方法）有其它办法，如下再来个栗子：

class Pcl(object):
    class_data = 0

    def __init__(self):
        Pcl.class_data += 1

    def bar(self):
        print(self.__class__.class_data)
        print(Pcl.class_data)

a = Pcl()
b = Pcl()
a.bar()

运行结果如下

>>>2
>>>2

看到这里相信大家都明白是怎么回事了。

@staticmethod

至于@staticmethod，一般情况下，如果该方法中，没有引用到这个类的任何其它方法和属性，保持相对独立，Python就建议将该方法设为staticmethod。栗子来了：

switch = True

class Pcl(object):

    @staticmethod
    def check_switch():
        return switch

    def foo(self):
        if self.check_switch():
            print('switch is True')
        else:
            print('switch is False')

Pcl().foo()

可以看到，staticmethod没有任何必须要加上的参数，打印结果自然如下：

>>>switch is True

总结

在我理解，@staticmethod和@classmethod的出现，完全是为了代码的可维护性的，没有他们不会使代码不可运行，但是可以使得代码结构更加科学。