类属性和类方法

一、 类的结构

1.1 术语 —— 实例

1. 使用面相对象开发，第 1 步 是设计 类

2. 使用 类名() 创建对象，创建对象 的动作有两步：

   • 1) 在内存中为对象 分配空间

   • 2) 调用初始化方法__init__为 对象初始化

3. 对象创建后，内存 中就有了一个对象的 实实在在 的存在 —— 实例

因此，通常也会把：

1. 创建出来的 对象 叫做 类 的 实例
2. 创建对象的 动作 叫做 实例化
3. 对象的属性 叫做 实例属性
4. 对象调用的方法 叫做 实例方法

在程序执行时：

1. 对象各自拥有自己的 实例属性
2. 调用对象方法，可以通过self.
• 访问自己的属性
• 调用自己的方法

结论

• 每一个对象 都有自己 独立的内存空间，保存各自不同的属性
• 多个对象的方法，在内存中只有一份，在调用方法时，需要把对象的引用 传递到方法内部

1.2 类是一个特殊的对象

Python中 一切皆对象：

• class AAA：定义的类属于 类对象
• obj1 = AAA() 属于 实例对象

• 在程序运行时，类 同样 会被加载到内存

• 在Python中，类 是一个特殊的对象 —— 类对象

• 在程序运行时，类对象 在内存中 只有一份，使用 一个类 可以创建出 很多个对象实例

• 除了封装 实例 的 属性 和 方法外，类对象 还可以拥有自己的 属性 和 方法

  1. 类属性

  2. 类方法

• 通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法

二、类属性和实例属性

2.1 概念和使用

• 类属性 就是给 类对象 中定义的 属性

• 通常用来记录 与这个类相关 的特征

• 类属性 不会用于记录 具体对象的特征

示例需求

• 定义一个 工具类
• 每件工具都有自己的name
• 需求 —— 知道使用这个类，创建了多少个工具对象？

 

 class Tool(object):
 
     count = 0
 
     def __init__(self, name):
         self.name = name
 
         Tool.count += 1
 
 
 futou = Tool("斧头")
 langtou = Tool("榔头")
 print("创建了%d个工具" % Tool.count)

2.2 属性的获取机制

• 在Python中 属性的获取 存在一个 向上查找机制

因此，要访问类属性有两种方式：

1. 类名.类属性
2. 对象.类属性 （不推荐）

注意

• 如果使用 对象.类属性 = 值 赋值语句，只会 给对象添加一个属性，而不会影响到 类属性的值

三、 类方法和静态方法

3.1 类方法

• 类属性 就是针对 类对象 定义的属性

  • 使用 赋值语句 在 class 关键字下方可以定义 类属性
  • 类属性 用于记录 与这个类相关 的特征

• 类方法 就是针对 类对象 定义的方法

  • 在 类方法 内部可以直接访问 类属性 或者调用其他的 类方法

语法如下

@classmethod
def 类方法名(cls):
    pass

• 类方法需要用 修饰器 @classmethod 来标识，告诉解释器这是一个类方法

• 类方法的 第一个参数 应该是 cls 

  • 由 哪一个类 调用的方法，方法内的 cls 就是 哪一个类的引用

  • 这个参数和 实例方法 的第一个参数是 self 类似

  • 提示 使用其他名称也可以，不过习惯使用 cls

• 通过 类名. 调用 类方法，调用方法时，不需要传递 cls 参数

• 在方法内部

• 可以通过 cls. 访问类的属性

• 也可以通过 cls. 调用其他的类方法

示例需求

• 定义一个 工具类
• 每件工具都有自己的 name
• 需求 —— 在 类 封装一个 show_tool_count 的类方法，输出使用当前这个类，创建的对象个数

 

 class Tool(object):
 
     count = 0
 
     def __init__(self, name):
         self.name = name
 
         Tool.count += 1
 
     @classmethod
     def show_tool_count(cls):
         print("工具对象有%d个" % cls.count)
 
 
 futou = Tool("斧头")
 langtou = Tool("榔头")
 print("创建了%d个工具" % Tool.count)
 Tool.show_tool_count()

在类方法内部，可以直接使用 cls 访问 类属性 或者 调用类方法 

3.2 静态方法

• 在开发时，如果需要在 类 中封装一个方法，这个方法：

  • 既 不需要 访问 实例属性 或者调用 实例方法
  • 也 不需要 访问 类属性 或者调用 类方法

• 这个时候，可以把这个方法封装成一个 静态方法

语法如下

@staticmethod
def 静态方法名():
    pass

• 静态方法 需要用 修饰器 @staticmethod 来标识，告诉解释器这是一个静态方法

• 通过 类名. 调用 静态方法

 class Tool(object):
 
     count = 0
 
     def __init__(self, name):
         self.name = name
 
         Tool.count += 1
 
     @classmethod
     def show_tool_count(cls):
         print("工具对象有%d个" % cls.count)
 
     @staticmethod
     def run():
         # 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
         print("正在创建工具")
 
 
 futou = Tool("斧头")
 langtou = Tool("榔头")
 print("创建了%d个工具" % Tool.count)
 Tool.show_tool_count()
 Tool.run()

3.3 方法综合案例

需求

1. 设计一个 Game 类
2. 属性：

   • 定义一个 类属性 top_score 记录游戏的 历史最高分

   • 定义一个 实例属性 player_name 记录 当前游戏的玩家姓名

3. 方法：

   • 静态方法 show_help 显示游戏帮助信息

   • 类方法 show_top_score 显示历史最高分

   • 实例方法 start_game 开始当前玩家的游戏

4. 主程序步骤
   • 1) 查看帮助信息
   • 2) 查看历史最高分
   • 3) 创建游戏对象，开始游戏

案例小结

1. 实例方法 —— 方法内部需要访问 实例属性

   • 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性

2. 类方法 —— 方法内部 只 需要访问 类属性

3. 静态方法 —— 方法内部，不需要访问 实例属性 和 类属性

提问

如果方法内部 即需要访问 实例属性，又需要访问 类属性，应该定义成什么方法？

答案

• 应该定义 实例方法

• 因为，类只有一个，在 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性

 class Game(object):
 
     top_score = 0
 
     def __init__(self, player_name):
         self.player_name = player_name
 
     @staticmethod
     def show_help():
         print("游戏帮助")
 
     @classmethod
     def show_top_score(cls):
         print("当前游戏最高分%d" % cls.top_score)
 
     def start_game(self):
         print("%s 开始了游戏" % self.player_name)
 
         Game.top_score = 999
 
 Game.show_help()
 Game.show_top_score()
 xiaobai = Game("小白")
 xiaobai.start_game()
 Game.show_top_score()