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十五、类函数、成员函数、静态函数、抽象函数、方法伪装属性

本篇博客是滚雪球学 Python 第二轮的最后一篇博客，我们将内容继续提升到面向对象部分，为你补充类里面的一些装饰器，学习之后，希望你的 Python 基础知识可以更上一层楼。

15.1 类函数 @classmethod

先直接看代码，再对代码内容进行分析与学习。

class My_Class(object):

    # 在类定义中定义变量
    cls_var = "类变量"

    def __init__(self):
        print("构造函数")
        self.x = "构造函数中的属于实例变量"

    # 类方法，第一个参数必须默认传类，一般习惯用 cls。
    @classmethod
    def class_method(cls):
        print("class_method 是类方法，类名直接调用")
        # 类方法不可以调用类内部的对象变量（实例变量）
        # print(cls.x)


# 类方法可以通过类名直接调用，也可以通过对象来调用
# 即使通过实例调用类方法，Python 自动传递的也是类，而不是实例
My_Class.class_method()
my_class_dom = My_Class()
# 通过类的对象调用
my_class_dom.class_method()

首先要掌握的是类函数的定义格式，在普通函数的前面添加装饰器 @classmethod，该函数就会转换为类函数，同时函数的第一个参数默认是 cls，该变量名可以任意，建议使用成 cls，这个是程序员之间的约定。

 @classmethod
    def class_method(cls):

同时类函数在调用的时候，可以通过 类名. 的形式进行调用，也可以通过 对象. 的形式调用，不过这两种调用都只是将类传递到了函数内部，不存在差异。 类函数不能调用实例变量，只能调用类变量，所谓类变量就是在类中独立声明，不在任何函数中出现的变量。在上述代码中，类变量声明部分代码如下：

class My_Class(object):
    # 在类定义中定义变量
    cls_var = "类变量"

在 Python 中，大部分 @classmethod 装饰的函数末尾都是 return cls(XXX)， return XXX.__new__ () 也就是 @classmethod 的一个主要用途是作为构造函数。

15.2 静态函数 @staticmethod

先掌握一个概念，静态函数不属于它所在的那个类，它是独立于类的一个单独函数，只是寄存在一个类名下，先建立这个基本概念，后面学起来就简单很多了。

class My_Class(object):
    # 类变量
    cls_var = "类变量"

    def __init__(self):
        # 在构造函数中创建变量
        self.var = "实例变量"

    # 普通的对象实例函数
    def instance_method(self):
        # 可以访问类变量
        print(self.cls_var)
        # 可以访问实例变量
        print(self.var)
        print("实例化方法")

    @staticmethod
    def static_method():
        print(My_Class.cls_var)
        # 无法访问到实例变量
        # print(My_Class.var)
        # print(self.var)
        print("静态方法")


my_class = My_Class()
my_class.instance_method()

# 通过对象访问
my_class.static_method()
# 类名直接访问
My_Class.static_method()

即使修改成下述代码，也是错误的，静态函数的第一个参数不是实例对象 self，或者可以理解为静态函数没有隐形参数，如需要传递参数，在参数列表中声明即可。

    @staticmethod
    def static_method(self):
        print(My_Class.cls_var)
        # 无法访问到实例变量
        # print(My_Class.var)
        print(self.var)
        print("静态方法")

在同一个类中，调用静态方法，使用 类名.函数名() 的格式。

15.3 类函数与静态函数在继承类中的表现

先创建一个父类，其中包含两个静态函数与一个类函数。

class F(object):

    @staticmethod
    def f_static(x):
        print("静态方法，有 1 个参数")
        print(f"f_static：{x}")

    @staticmethod
    def f_static_1():
        print("静态方法，无参数")
        return F.f_static(10)

    @classmethod
    def class_method(cls):
        print("父类中的类方法")
        return F.f_static(12)


f = F()
f.f_static(11)
f.f_static_1()

f.class_method()

再编写一个 S 类继承自 F 类：

class S(F):

    @staticmethod
    def f_static(y):
        print("子类中重载了父类的静态方法")
        print(f"子类中的参数{y}")

    @classmethod
    def class_method(cls):
        print("子类中的类方法")


s = S()
s.f_static(110)
s.class_method()
S.class_method()

测试之后，基本结论如下： 如果在子类中覆盖了父类的静态函数，那调用时使用的是子类自己的静态函数， 如果在子类中没有覆盖父类的静态函数，那调用时使用的是父类的静态函数， 类函数同样遵循该规则。

如果希望在子类中调用父类的属性或者函数，请使用 父类名. 的形式实现。

15.4 抽象函数 @abstractmethod

被 @abstractmethod 装饰的函数为抽象函数，含抽象函数的类不能实例化，继承了含抽象函数的子类必须覆盖所有抽象函数装饰的方法，未被装饰的可以不重写。

抽象类是一个特殊的类，它的特殊之处在于只能被继承，不能被实例化，实现代码如下：

import abc

class My_Class(abc.ABC):

    @abc.abstractmethod
    def abs_method(self):
        pass

    def show(self):
        print("普通")

class M(My_Class):
    def abs_method(self):
        print('xxx')

mm = M()
mm.abs_method()

抽象基类中学习还需要了解元类相关知识，在第三轮滚雪球学 Python 中将为你展开这部分内容。

15.5 方法伪装属性

在 Python 面向对象的编码过程中，对象.属性 来获取属性的值，使用 对象.方法() 来调用方法，通过装饰器 @property 可以将一个方法伪装成属性，从而使用 对象.方法 没有括号的形式调用。代码非常简单：

class My_Class(object):

    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    @property
    def name(self):
        return self.__name

m = My_Class("橡皮擦")
print(m.name)

这种写法最直接的应用，就是将部分属性变成只读属性，例如，上述代码，你无法通过下述代码对 name 进行修改。

class My_Class(object):
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    @property
    def name(self):
        return self.__name

m = My_Class("橡皮擦")
m.name = "擦哥擦姐"
print(m.name)

如果希望方法伪装的属性具备修改和删除功能，需要参考下述代码：

class My_Class(object):
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @name.setter
    def name(self, name):
        self.__name = name

    @name.deleter
    def name(self):
        del self.__name

m = My_Class("橡皮擦")
m.name = "擦哥擦姐"
print(m.name)

上述代码在将 name 方法伪装成属性之后，可以通过 @name.setter 和 @name.deleter 对同名的 name 方法进行装饰，从而实现了修改与删除功能。

所以一般使用方法伪装属性的步骤是：

1. @property 装饰器，可以用来将类中的方法伪装成属性；
2. @方法名.setter 装饰器，在修改伪装成属性的方法值时会调用它；
3. @方法名.deleter 装饰器，在删除伪装成属性的方法值时会调用它。

如果你觉得这个比较麻烦，还存在一种方法伪装属性的方式。使用 property 函数，原型如下

# 最后一个参数是字符串，调用 实例.属性.__doc__ 时的描述信息
property(fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None)

通过上述函数将方法伪装成属性的代码为：

class My_Class(object):
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    def del_name(self):
        del self.__name

    def set_name(self, name):
        self.__name = name

    def get_name(self):
        return self.__name
    # 将方法伪装成属性
    name = property(get_name, set_name, del_name)
m = My_Class("梦想橡皮擦")
print(m.name)
m.name = "橡皮擦"
print(m.name)

del m.name

15.6 这篇博客的总结

滚雪球学 Python 第二轮 15 篇博客在一次结束了，下一轮将在 4 月中旬再次开启，学 Python 我们一直在路上，希望本系列的课程对你的 Python 学习有所助力。

我是橡皮擦，滚雪球学 Python 系列课程发起者。第三轮将进入 Python Web 编程领域。

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