Python实例方法、类方法和静态方法

Python类的组成主要包含两个部分，类的属性和类的方法。类的属性是对数据的封装，这些数据是用来描述类所抽象的事物的特征；类的方法是用来表示对象的特定行为。Python的类的方法又可以进一步细分为三种不同类型，即实例方法、类方法和静态方法。

这里就是对类的这三种方法进行详细讨论，包括它们是如何实现、如何被调用以及各自的特点。

实例方法

实例方法是你在Python中将会在大多数情况下使用到的最基本、最简单的方法，该方法必须接受一个参数，一般情况下我们将这个参数约定写成self，self参数传入的是类的实例化对象。

实例方法的使用：

定义了一个student类，student类中实现了一个名为get_info实例方法，在get_info实例方法中打印出对象相关信息。

class student(object):
    def __init__(self, _name, _age):
        self.name = _name
        self.age  = _age
        
    def get_info(self):
        print('%s is %d years old !' %(self.name, self.age))

if __name__ == '__main__':
　　s = student('LiMing', 12)
　　s.get_info()

s是使用student类实例化的对象，类的实例方法通过 s.get_info() 方式被调用。在调用实例方法时，s实例对象会被自动的作为参数传给get_info中的第一个self参数中，self也就代表s对象。

可以看出，通过self参数，实例方法可以自由地访问同一对象上的属性和其他方法。当涉及到修改对象的状态时，实例方法就非常给力。

类方法

类方法在Python中使用的比较少，类方法不接受self参数，而是接受一个cls参数，cls参数调用时指向的是类而不是实例对象。通常情况下，类方法使用@classmethod装饰器来修饰。与实例方法不同的是，类方法可以通过类直接调用，也可以通过实例对象直接调用。但无论哪种调用方式，最左侧传入的参数一定是类本身。

（注意cls参数和实例方法self参数一样也是约定写成的，可以使用其它名字代替）

类方法的使用：

使用类方法增加前面定义的student类的功能，让每个student类的对象可以得到当前实例化student对象的个数。

class student(object):
    total_num = 0
    
    def __init__(self, _name, _age):
        self.name = _name
        self.age  = _age
        
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        cls.set_num()
        return object.__new__(cls)
        
    @classmethod
    def set_num(cls):
        cls.total_num += 1
        
    @classmethod
    def get_num(cls):
        return cls.total_num
        
    def get_info(self):
        print('%s is %d years old !' %(self.name, self.age))

if __name__ == "__main__":
    a = student('a', 10)
    print(a.get_num())
    b = student('b', 10)
    print(b.get_num())

新的student类中引入的类属性total_num，重写了__new__方法，使得在每次创建一个实例对象时能调用类方法set_num让类属性total_num加一，total_num代表当前实例化student个数。set_num和get_num都是类方法，它只能访问到类属性。

（类属性和实例属性有所不同，不管创建了多少类对象，他们的类属性只有1个，也就是说类属性属于类而不属于对象。）

类方法实现工厂模式

class student(object):
    
    def __init__(self, _name, _age):
        self.name = _name
        self.age  = _age
        
    def get_info(self):
        print('%s is %d years old !' %(self.name, self.age))
        
    @classmethod
    def factory(cls):
        return cls('init', 10)
        
if __name__ == "__main__":
    a = student.factory()
    b = student.factory()
    print(a)
    print(b)

静态方法

静态方法即不接受self参数，也不接受cls参数，但它可以接受其他任意数量的参数。与类方法一样，静态方法也使用一个装饰器修饰，修饰符为@staticmethod。

由于静态方法不接受self参数和cls参数，静态方法不能修改对象状态和类状态。因此，静态方法主要是用来存放逻辑性的代码，逻辑上属于类，但是和类本身没有关系。可以理解为，静态方法是个独立的、单纯的函数，它仅仅托管于某个类的名称空间中，便于使用和维护。 

静态方法的使用：

class student(object):
    
    def __init__(self, _name, _age):
        self.name = _name
        self.age  = _age
        
    def get_info(self):
        print('%s is %d years old !' %(self.name, self.age))
        
    @staticmethod
    def do_something(string):
        print(string)
        
if __name__ == "__main__":
    a = student('a', 10)
    a.do_something('staticmethod')

静态方法的调用方式和类实例方法的调用方式一样，只是在调用时Python解释器不会将实例对象强制绑定在静态方法的第一个参数上。a.do_something('staticmethod')即静态方法的调用， ‘staticmethod’表示传给静态方法的参数。

小结

• 实例方法需要实例对象调用，通过self参数访问到该实例。实例方法可以用来修改实例化对象的状态信息。
• 类方法不能访问到类的实例对象状态，但它可以访问类的属性。类方法可以使用类调用，也可以使用实例直接调用，但传入的类方法左侧的参数是类本身。
• 静态方法无权访问到self和cls，可以看成是一个独立的、单纯的函数，但它属于类的名称空间中。