python-静态方法staticmethod、类方法classmethod、属性方法property

Python的方法主要有3个,即静态方法(staticmethod),类方法(classmethod)和实例方法

def foo(x):

print "executing foo(%s)"%(x)

class A(object):

def foo(self,x):

print "executing foo(%s,%s)"%(self,x)

@classmethod

def class_foo(cls,x):

print "executing class_foo(%s,%s)"%(cls,x)

@staticmethod

def static_foo(x):

print "executing static_foo(%s)"%x

a=A()

这个self和cls是对类或者实例的绑定,对于一般的函数来说我们可以这么调用foo(x),这个函数就是最常用的,它的工作跟任何东西(类,实例)无关.对于实例方法,我们知道在类里每次定义方法的时候都需要绑定这个实例,就是foo(self, x),为什么要这么做呢?因为实例方法的调用离不开实例,我们需要把实例自己传给函数,调用的时候是这样的a.foo(x)(其实是foo(a, x)).类方法一样,只不过它传递的是类而不是实例,A.class_foo(x).注意这里的self和cls可以替换别的参数,但是python的约定是这俩,还是不要改的好.

对于静态方法其实和普通的方法一样,不需要对谁进行绑定,唯一的区别是调用的时候需要使用a.static_foo(x)或者A.static_foo(x)来调用.

\	实例方法	类方法	静态方法
a = A()	a.foo(x)	a.class_foo(x)	a.static_foo(x)
A	不可用	A.class_foo(x)	A.static_foo(x)

类的普通方法

class Animal(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def intro(self):
        print('there is a %s'%(self.name))
cat = Animal('cat')
cat.intro()

静态类方法

class Animal(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    @staticmethod
    def intro(self):
        print('there is a %s'%(self.name))
cat = Animal('cat')
cat.intro()

加上装饰器后运行会报错，原因是方法变为一个普通函数，脱离的与类的关系，不能引用构造函数中的变量了。

使用场景举例：python内置方法os中的方法，可以直接使用的工具包，跟类没关系。

class Animal(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    @classmethod
    def intro(self):
        print('there is a %s'%(self.name))
cat = Animal('cat')
cat.intro()

报错信息

如果换成

class Animal(object):
    name = 'cat'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    @classmethod
    def intro(self):
        print('there is a %s'%(self.name))
cat = Animal('cat')
cat.intro()

可以正常运行。

结论：类方法只能调用类变量，不能调用实例变量

属性方法@property 把一个方法变为（伪装成）类属性。因为类属性的实质是一个类变量，用户可以调用变量就可以修改变量。某些特定场景要限制用户行为，就用到静态方法。
@property广泛应用在类的定义中，可以让调用者写出简短的代码，同时保证对参数进行必要的检查，这样，程序运行时就减少了出错的可能性。（摘自廖雪峰的博客）

class Animal(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    @property
    def intro(self,food):
        print('there is a %s eating %s'%(self.name,food))
cat = Animal('cat')
cat.intro()

报错：
方法不能正常调用。如果要调用，如下：

cat.intro

是这样的话，方法就没办法单独传入参数。如果要传入参数，如下：

class Animal(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    @property
    def intro(self):
        print('there is a %s eating %s'%(self.name,food))
    @intro.setter
    def intro(self,food):
        pass
cat = Animal('cat')
cat.intro

cat.intro还有其他操作getter deleter等等。

一：staticmethod

代码如下：

class Singleton(object):
    instance = None
 
    def __init__(self):
        raise SyntaxError('can not instance, please use get_instance')
 
    @staticmethod
    def get_instance():
        if Singleton.instance is None:
            Singleton.instance = object.__new__(Singleton)
        return Singleton.instance
 
a = Singleton.get_instance()
b = Singleton.get_instance()
print('a id=', id(a))
print('b id=', id(b))

该方法的要点是在__init__抛出异常，禁止通过类来实例化，只能通过静态get_instance函数来获取实例；因为不能通过类来实例化，所以静态get_instance函数中可以通过父类object.__new__来实例化。

二：classmethod

和方法一类似，代码：

class Singleton(object):
    instance = None
 
    def __init__(self):
        raise SyntaxError('can not instance, please use get_instance')
 
    @classmethod
    def get_instance(cls):
        if Singleton.instance is None:
            Singleton.instance = object.__new__(Singleton)
        return Singleton.instance
 
a = Singleton.get_instance()
b = Singleton.get_instance()
print('a id=', id(a))
print('b id=', id(b))

三：类属性方法

和方法一类似，代码：

class Singleton(object):
    instance = None
 
    def __init__(self):
        raise SyntaxError('can not instance, please use get_instance')
 
    def get_instance():
        if Singleton.instance is None:
            Singleton.instance = object.__new__(Singleton)
        return Singleton.instance
 
a = Singleton.get_instance()
b = Singleton.get_instance()
print(id(a))
print(id(b))

四：new

常见的方法，代码如下：

class Singleton(object):
    instance = None
 
    def __new__(cls, *args, **kw):
        if not cls.instance:
            # cls.instance = object.__new__(cls, *args)
            cls.instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kw)
        return cls.instance
 
a = Singleton()
b = Singleton()
print(id(a))
print(id(b))

五：装饰器

代码如下：

def Singleton(cls):
    instances = {}
 
    def getinstance():
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls()
        return instances[cls]
    return getinstance
 
@Singleton
class MyClass:
    pass
 
a = MyClass()
b = MyClass()
c = MyClass()
 
print(id(a))
print(id(b))
print(id(c))

六：元类

python2版：

class Singleton(type):
    def __init__(cls, name, bases, dct):
        super(Singleton, cls).__init__(name, bases, dct)
        cls.instance = None
 
    def __call__(cls, *args):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super(Singleton, cls).__call__(*args)
        return cls.instance
 
class MyClass(object):
    __metaclass__ = Singleton
 
a = MyClass()
b = MyClass()
c = MyClass()
print(id(a))
print(id(b))
print(id(c))
print(a is b)
print(a is c)

或者：

class Singleton(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs["_instance"] = None
        return super(Singleton, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)
 
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instance
 
class Foo(object):
    __metaclass__ = Singleton
 
x = Foo()
y = Foo()
print(id(x))
print(id(y))

python3版：

class Singleton(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs['instance'] = None
        return super(Singleton, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)
 
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls.instance
 
class Foo(metaclass=Singleton):
    pass
 
x = Foo()
y = Foo()
print(id(x))
print(id(y))

七：名字覆盖

代码如下：

class Singleton(object):
    def foo(self):
        print('foo')
 
    def __call__(self):
        return self
 
Singleton = Singleton()
 
Singleton.foo()
 
a = Singleton()
b = Singleton()
print(id(a))
print(id(b))