python 之类属性和类方法

àì夳堔傛蜴生んèń 2021-09-04 05:37 435阅读 0赞

## 目标 ##

*  类的结构
 *  类属性和实例属性
 *  类方法和静态方法

## 01. 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**

[![3oMd7F.md.png][]][3oMd7F.md.png 1]

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**

## 02. 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？

![018\_类属性案例I.png][018_I.png]

class Tool(object):
    
     # 使用赋值语句，定义类属性，记录创建工具对象的总数
     count = 0
    
     def __init__(self, name):
     self.name = name
    
     # 针对类属性做一个计数+1
     Tool.count += 1
    
    
    # 创建工具对象
    tool1 = Tool("斧头")
    tool2 = Tool("榔头")
    tool3 = Tool("铁锹")
    
    # 知道使用 Tool 类到底创建了多少个对象?
    print("现在创建了 %d 个工具" % Tool.count)

### 2.2 属性的获取机制(科普) ###

*  在 `Python` 中 **属性的获取** 存在一个 **向上查找机制**

![019\_通过对象访问类属性.png][019_.png]

*  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**

## 03. 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

![020\_类方法案例.png][020_.png]

@classmethod
    def show_tool_count(cls):
     """显示工具对象的总数"""
     print("工具对象的总数 %d" % cls.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 Dog(object):
     
     # 狗对象计数
     dog_count = 0
     
     @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("狗在跑...")
    
     def __init__(self, name):
     self.name = name

### 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

![021\_方法综合案例.png][021_.png]

#### 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

1.  **类方法** —— 方法内部 **只** 需要访问 **类属性**
2.  **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):
    
     # 游戏最高分，类属性
     top_score = 0
    
     @staticmethod
     def show_help():
     print("帮助信息：让僵尸走进房间")
     
     @classmethod
     def show_top_score(cls):
     print("游戏最高分是 %d" % cls.top_score)
    
     def __init__(self, player_name):
     self.player_name = player_name
    
     def start_game(self):
     print("[%s] 开始游戏..." % self.player_name)
     
     # 使用类名.修改历史最高分
     Game.top_score = 999
    
    # 1. 查看游戏帮助
    Game.show_help()
    
    # 2. 查看游戏最高分
    Game.show_top_score()
    
    # 3. 创建游戏对象，开始游戏
    game = Game("小明")
    
    game.start_game()
    
    # 4. 游戏结束，查看游戏最高分
    Game.show_top_score()

[3oMd7F.md.png]: /images/20210813/5f462c3a37ab4997927b65c4bbe805c5.png
[3oMd7F.md.png 1]: https://imgchr.com/i/3oMd7F
[018_I.png]: /images/20210813/2506aa6d3eb542e5b6880a2b1bb3058e.png
[019_.png]: /images/20210813/f6b5a5e60f9947db878a4c2d6c8ec491.png
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