Python 中的方法、静态方法(static method)和类方法(class method)

英文原文: https://julien.danjou.info/blog/2013/guide-python-static-class-abstract-methods
翻译出处: http://python.jobbole.com/81595/

一、How methods work in Python

方法就是一个函数、以类的属性被存储。可以通过如下的形式进行声明和访问:

In [1]: class Pizza(object):
   ...:     def __init__(self,size):
   ...:         self.size = size
   ...:     def get_size(self):
   ...:         return self.size
   ...:     

In [2]: Pizza.get_size
Out[2]: <unbound method Pizza.get_size>

以上的执行结果告诉我们，类Pizza 的属性get_size 是一个未绑定的方法。是什么意思呢? 将在下面的尝试得到答案。

In [3]: Pizza.get_size()
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-3-65dcef60aa06> in <module>()
----> 1 Pizza.get_size()

TypeError: unbound method get_size() must be called with Pizza instance as first argument (got nothing instead)

上面的结果告诉我们，想要调用类Pizza的属性get_size，需要一个Pizza 的实例。而从get_size 的方法中也可以看出，第一个参数为一个Pizza的实例

In [4]: Pizza.get_size(Pizza(42))
Out[4]: 42

OK，以上我们可以真正的去使用类Pizza 的属性get_size 了。 而现实生活中，我们通常这样使用:

In [5]: pizza = Pizza(42)      # 声明一个Pizza 的实例

In [6]: pizza.get_size()       # 通过声明的实例pizza 调用 get_size 方法
Out[6]: 42

二、Static methods

什么时静态方法? 我感觉还是英文原汁原味的更地道
Static methods are a special case of methods. Sometimes, you‘ll write code that belongs to a class, but that doesn‘t use the object itself at all.
静态方法是一类特殊的方法。有时，你想写一些属于类的代码，但又不会去使用和这个类任何相关的东西。

Example:

In [1]: class Pizza(object):
   ...:     @staticmethod
   ...:     def mix_ingredients(x,y):
   ...:         return x + y
   ...:     def cook(self):
   ...:         return self.mix_ingredients(self.cheese,self.vegetables)

在以上的例子中，书写一个非静态的方法同样也可以工作。但是需要对函数mix_ingredients 传递一个self 参数，但这个参数时完全使用不到的。在这里使用到了装饰器 @staticmethod 。它给我们带来了
如下的几点好处:

Python 可以直接使用静态方法，而避免了去实例化一个对象。实例化对象需要消耗资源的，静态方法避免了这一切。
可读性更好了，看到@staticmethod 后，我们就可以知道此方法是对立的，不需要依赖类的实例。

In [3]: Pizza().cook is Pizza().cook
Out[3]: False

In [4]: Pizza().mix_ingredients is Pizza.mix_ingredients
Out[4]: True

In [5]: Pizza().mix_ingredients is Pizza().mix_ingredients
Out[5]: True

In [6]:

从上面的执行结果也可以看出，静态方法即可以被类调用，同样类的实例也可以调用，只是这样会耗用更多的资源而已(看起来不专业。哈哈)

三、Class methods

what are class methods? Class methods are methods that are not bound to an object, but to… a class!
什么时类方法，类方法不是绑定到类的实例上去的，而是绑定到类上去的.

In [1]: class Pizza(object):
   ...:     radius = 42
   ...:     @classmethod
   ...:     def get_radius(cls):
   ...:         return cls.radius
   ...:     

In [2]: Pizza.get_radius
Out[2]: <bound method type.get_radius of <class ‘__main__.Pizza‘>>

In [3]: Pizza().get_radius
Out[3]: <bound method type.get_radius of <class ‘__main__.Pizza‘>>

In [4]: Pizza.get_radius()
Out[4]: 42

无论什么情况下，get_radius 都是绑定到 类 Pizza 上的。

那这个类方法，到底有什么用呢？ 我们在什么时候才会去用它呢? 我想这才是我想去关心的。

(1)、工厂方法：它用于创建类的实例，例如一些预处理。如果使用@staticmethod代替，那我们不得不硬编码Pizza类名在函数中，这使得任何继承Pizza的类都不能使用我们这个工厂方法给它自己用。

class Pizza(object):
    def __init__(self, ingredients):
        self.ingredients = ingredients
 
    @classmethod
    def from_fridge(cls, fridge):
        return cls(fridge.get_cheese() + fridge.get_vegetables())

(2)、调用静态类：如果你把一个静态方法拆分成多个静态方法，除非你使用类方法，否则你还是得硬编码类名。使用这种方式声明方法，Pizza类名明永远都不会在被直接引用，继承和方法覆盖都可以完美的工作。

class Pizza(object):
    def __init__(self, radius, height):
        self.radius = radius
        self.height = height
 
    @staticmethod
    def compute_area(radius):
         return math.pi * (radius ** 2)
 
    @classmethod
    def compute_volume(cls, height, radius):
         return height * cls.compute_area(radius)
 
    def get_volume(self):
        return self.compute_volume(self.height, self.radius)