python的staticmethod与classmethod实现实例代码

2023-09-16 11:37:05 144

本文源于一时好奇，想要弄清出python的staticmethod()这一builtin方法的实现，查了一些资料（主要是python官方手册了）汇集于此

python在类中，有三种调用method的方法：普通method，staticmethod和classmethod
前两个应该都好理解，classmethod就是在调用这个函数的时候，会把调用对象的classobject对象隐式地传进去。咦？这个classobject不是一个类型？No，在python里面，classobject不像静态语言一样是个类型，它在虚拟机中，就是一个对象。普通method调用需要把自己self作为参数传递，初学的时候怎么着也不能理解，不过看多了就自然熟悉了。比较奇怪的是staticmethod和classmethod不像静态语言一样，通过保留关键字定义，而是使用@staticmethod或者staticmethod()这种builtin函数进行定义。这个@staticmethod到底是个什么东东？

@staticmethod
deffoo(x):
print(x)

之前用过java，所以第一反应这是个annotation……唔，确实感觉像个AOP的东西，python里把它称作decorator。如果我们要自己实现一个staticmethod，该怎么写呢？

研究了下官方的代码，我再改了改，感觉应该这样写：

deffoo(x):
print(x)
classStaticMethod(object):
def__init__(self,function):
print("__init__()called")
self.f=function
def__get__(self,instance,owner):
print("\t__get__()called")
print("\tINFO:self=%s,instance=%s,owner=%s"%(self,instance,owner))
returnself.f

classClass1(object):
method=StaticMethod(foo)

if__name__=='__main__':
ins=Class1()
print("ins=%s,Class1=%s"%(ins,Class1))
print("ins.method=%s,Class1.method=%s"%(ins.method,Class1.method))
ins.method('abc')
Class1.method('xyz')

输出结果是：

__init__()called
ins=<__main__.Class1objectat0xece2d0>,Class1=
__get__()called
INFO:self=<__main__.StaticMethodobjectat0xece5d0>,instance=<__main__.Class1objectat0xece2d0>,owner=
__get__()called
INFO:self=<__main__.StaticMethodobjectat0xece5d0>,instance=None,owner=
ins.method=,Class1.method=
__get__()called
INFO:self=<__main__.StaticMethodobjectat0xece5d0>,instance=<__main__.Class1objectat0xece2d0>,owner=
abc
__get__()called
INFO:self=<__main__.StaticMethodobjectat0xece5d0>,instance=None,owner=
xyz

嗯，看上去一切都挺顺利，Class1包含了一个变量method，不过这个method其实也是一个特殊处理过的StaticMethod类。这个类中有一个__get__函数，当类被“get”的时候，被访问的时候，会默认把访问者的instance和class信息都传进来。所以我们看到不管是否调用method()这个函数，只要碰着了method，这个函数就会触发，就会打印出当前instance和class信息。虽然ins和Class1的instance各有不同，但__get__函数中只是返回foo函数，所以这里调用method之时就没有区别，调用的都是同一个function对象。

好的，那么classmethod又如何实现呢？

deffoo2(cls,x):
print("foo2'sclass=",cls)
print(x)

classClassMethod(object):
def__init__(self,function):
print("ClassMethod:__init__()called")
self.f=function
def__get__(self,instance,owner=None):
print("\t__get__()called")
print("\tINFO:self=%s,instance=%s,owner=%s"%(self,instance,owner))
deftmpfunc(x):
print("I'mtmpfunc")
returnself.f(owner,x)
returntmpfunc

classClass2(object):
method=ClassMethod(foo2)

classClass21(Class2):
pass
if__name__=='__main__':
ins=Class2()
print("ins.method=%s,Class2.method=%s,Class21.method=%s"%(ins.method,Class2.method,Class21.method))
ins.method('abc')
Class2.method('xyz')
Class21.method('asdf')

输出结果是：

ClassMethod:__init__()called
__get__()called
INFO:self=<__main__.ClassMethodobjectat0xdeb250>,instance=<__main__.Class2objectat0xdeb350>,owner=
__get__()called
INFO:self=<__main__.ClassMethodobjectat0xdeb250>,instance=None,owner=
__get__()called
INFO:self=<__main__.ClassMethodobjectat0xdeb250>,instance=None,owner=
ins.method=,Class2.method=,Class21.method=
__get__()called
INFO:self=<__main__.ClassMethodobjectat0xdeb250>,instance=<__main__.Class2objectat0xdeb350>,owner=
I'mtmpfunc
foo2'sclass=
abc
__get__()called
INFO:self=<__main__.ClassMethodobjectat0xdeb250>,instance=None,owner=
I'mtmpfunc
foo2'sclass=
xyz
__get__()called
INFO:self=<__main__.ClassMethodobjectat0xdeb250>,instance=None,owner=
I'mtmpfunc
foo2'sclass=
asdf

可以看出，classmethod和staticmethod的实现方法是大同小异。staticmethod比较简单，直接返回self.f变量就好了，而classmethod不行，需要把调用时候的class类型信息传给foo2函数，这个函数根据接收的class信息来作不同的工作。（不过我现在也没有想到可以用来做些什么）

有个地方值得注意，可能同志们刚才也已经想到了，我一定必须要定义一个tempfunc，再返回它才能完成工作吗？可不可以不要

deftmpfunc(x):
print("I'mtmpfunc")
returnself.f(owner,x)
returntmpfunc

而直接返回一个

returnself.f(owner,*args)

我刚试了一把，直接传args默认参数是不行的，因为__get__被调用的时候，还没有把参数传进来。只有returntmpfunc之后，Class2.method('xyz')的参数才挂在tmpfunc之上。

当然，如果有朋友成功做到了，请一定留言告诉我XD

小结：看来staticmethod和classmethod实现不是很困难，多亏了__get__函数帮忙。前文也提到__get__被调用时会把instance和class信息都填进来，真是帮了很大忙。但是，这个__get__函数到底又是怎么一回事？为什么这么神奇？大家可以参考Python中__get__和__getattr__和__getattribute__的区别

总结

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