3.10 Python3 面向对象--方法

在Python面向对象编程中，类的方法主要分为五种类型：实例方法、类方法、静态方法、方法重载和特殊方法（魔术方法）。它们的核心区别体现在参数传递、调用方式和设计用途上。

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目录

1. 实例方法 (Instance Method)

2. 类方法 (Class Method)

3. 静态方法 (Static Method)

4. 方法重载 (Method Overloading)

5. 特殊方法/魔术方法 (Magic Method)

对比总结表

关键区别记忆点

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1. 实例方法 (Instance Method)

• 定义：第一个参数必须是self（指向实例对象）

• 调用：通过实例调用（自动传递self）

• 用途：操作实例属性和实例状态

• 特点：能访问和修改实例的所有属性和方法

• 示例：

  class Dog:
      def __init__(self, name):
          self.name = name
      
      def bark(self):  # 实例方法
          print(f"{self.name}汪汪叫！")
  
  dog = Dog("阿黄")
  dog.bark()  # 输出：阿黄汪汪叫！

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2. 类方法 (Class Method)

• 定义：使用@classmethod装饰器，第一个参数必须是cls（指向类本身）

• 调用：可通过类或实例调用（自动传递cls）

• 用途：操作类属性或实现工厂模式

• 特点：不能访问实例属性，但能修改类状态

• 示例：

  class Dog:
      species = "犬科"
      
      @classmethod
      def get_species(cls):
          return cls.species  # 访问类属性
  
  print(Dog.get_species())  # 输出：犬科

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3. 静态方法 (Static Method)

• 定义：使用@staticmethod装饰器，无强制参数

• 调用：可通过类或实例调用

• 用途：实现与类相关但不需要访问类/实例状态的工具函数

• 特点：类似于普通函数，只是逻辑上属于类

• 示例：

  class MathUtils:
      @staticmethod
      def add(a, b):
          return a + b
  
  print(MathUtils.add(3, 5))  # 输出：8

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4. 方法重载 (Method Overloading)

• Python特性：Python不支持传统重载（同名不同参），但可通过以下方式模拟：

  • 默认参数：def method(self, x, y=None)

  • 可变参数：def method(self, *args)

• 用途：根据参数类型/数量实现不同行为

• 示例：

  class Calculator:
      def add(self, a, b, c=0):  # 模拟重载
          return a + b + c
  
  calc = Calculator()
  print(calc.add(2, 3))    # 输出：5
  print(calc.add(2, 3, 4)) # 输出：9

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5. 特殊方法/魔术方法 (Magic Method)

• 定义：双下划线命名（如__init__、__str__）

• 调用：由Python自动触发（如运算符或内置函数）

• 用途：重载运算符或定义对象行为

• 常见方法：

  方法名	触发场景
  __init__	对象初始化时调用
  __str__	print(obj)时调用
  __add__	obj1 + obj2时调用
  __getitem__	obj[key]时调用

• 示例：

  class Vector:
      def __init__(self, x, y):
          self.x = x
          self.y = y
      
      def __add__(self, other):  # 重载+运算符
          return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
      
      def __str__(self):
          return f"Vector({self.x}, {self.y})"
  
  v1 = Vector(2, 3)
  v2 = Vector(4, 5)
  print(v1 + v2)  # 输出：Vector(6, 8)

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对比总结表

方法类型	装饰器	首参数	可访问实例属性	可访问类属性	典型用途
实例方法	无	self	✅	✅	操作实例数据
类方法	@classmethod	cls	❌	✅	操作类状态或工厂方法
静态方法	@staticmethod	无	❌	❌	工具函数（与类逻辑相关）
方法重载	无	自定义	取决于实现	取决于实现	根据参数实现不同行为
特殊方法	无	约定	✅	✅	自定义对象行为（如运算符重载）

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关键区别记忆点

1. self vs cls：

   • 实例方法操作实例（self）

   • 类方法操作类本身（cls）

2. 是否需要实例化：

   • 类方法和静态方法可通过类直接调用

   • 实例方法必须通过实例调用

3. 设计哲学差异：

   • 实例方法：面向对象的核心（对象行为）

   • 类方法：面向类的操作

   • 静态方法：消除对类和实例的依赖

   • 特殊方法：Python对象模型的底层协议