Python 如何正確使用靜態(tài)方法和類方法？

劇照 | 《魷魚游戲》

最近有同學(xué)在知識星球上問，什么情況下使用靜態(tài)方法，什么情況下使用類方法。今天我們就來捋一下這兩個方法的應(yīng)用場景。

首先，我們來定義一個普通的類，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')

這個類運(yùn)行起來的效果如下圖所示：

大家注意在這個類里面的方法add_two_string_num，它接受兩個參數(shù)，并將他們轉(zhuǎn)換為int類型，然后相加并返回結(jié)果。這個過程非常簡單，但是，它跟People這個類有什么直接關(guān)系嗎？

其實(shí)這個方法跟這個類沒有什么直接關(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，add_two_string_num函數(shù)就是一個工具函數(shù)。工具函數(shù)接收參數(shù)，輸出結(jié)果，完全不關(guān)心誰在調(diào)用他，也不關(guān)心在哪里調(diào)用他。

但現(xiàn)在有一個比較尷尬的事情，這個函數(shù)，只有?People在調(diào)用，其它地方都沒有調(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)，這個時候，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)

一句話總結(jié)：靜態(tài)方法就是某個類專用的工具函數(shù)。

說完了靜態(tài)方法，我們再說說類方法。什么情況下應(yīng)該使用類方法呢？回答這個問題前，我先反問你一個問題，怎么把People類初始化成一個實(shí)例？

你說這還不簡單嗎，一行代碼就行了?。?/p>

xxx?=?People('xxx',?10)

注意，這里你在初始化這個類的時候，你是一個一個參數(shù)傳入進(jìn)去的。如果你用過順豐寄送快遞，你就會發(fā)現(xiàn)，填寫收件人的時候，有兩種方式，一種方式就像上面這樣，一個一個參數(shù)填進(jìn)去。另一種方式，它給你一個輸入框，你把一段包含姓名，地址，手機(jī)號的文字粘貼進(jìn)去，它自動解析。

那么，如果我現(xiàn)在給你一個字符串：我的名字：青南，我的年齡：20，把它提取出來。你怎么基于這個字符串生成People類的實(shí)例？

這個時候，你可能會這樣寫：

import?re
content?=?'我的名字：青南，我的年齡：20，把它提取出來'
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這個類自動識別呢？其實(shí)是可以的，有兩種方法，一種方法是在__init__里面多加幾個參數(shù)，然后在初始化的時候，從這幾個參數(shù)里面解析，這個方法大家都知道，我就不多講了。我們來講講第二個方法，就是使用類方法。

我們只需要再定義一個類方法：

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'
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：

類方法使用裝飾器@classmethod來裝飾，并且它的第一個參數(shù)是隱式參數(shù)cls。這個參數(shù)其實(shí)就是People這個類本身。這個隱式參數(shù)在我們調(diào)用類方法的時候，是不需要傳入的。在這個類方法里面，相當(dāng)于使用People初始化了一個實(shí)例，然后把這個實(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類方法就可以了：

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)生成同一個類的不同對象的時候，就可以使用類方法。

其實(shí)如果大家使用過Python自帶的datetime模塊，你就會發(fā)現(xiàn)類方法無處不在：

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()，都是類方法。他們最終返回的都是datetime.datetime對象，區(qū)別在于他們是根據(jù)不同類型的輸入?yún)?shù)生成的。

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