16．3 类方法-Python编程轻松进阶(五)

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16.3 类方法

在Python中，面向对象编程（OOP）是一种强大的编程范式，它允许开发者通过定义类来创建具有属性和方法的对象。类方法是类的一个特殊类型的方法，它与实例方法不同，因为它不直接作用于类的实例，而是作用于类本身。类方法通过使用@classmethod装饰器来定义，并且至少接收一个参数，按照惯例这个参数被命名为cls，代表类本身。类方法通常用于那些与类本身紧密相关，但不需要访问或修改实例状态的操作。

16.3.1 理解类方法

类方法的存在有其独特的用途。首先，它们提供了一种访问类属性或执行与类本身相关但不特定于任何实例的操作的方式。其次，类方法可以在不创建类实例的情况下被调用，这在某些设计模式中非常有用，比如工厂模式或单例模式。

示例：使用类方法计算类的属性

假设我们有一个Circle类，代表圆形，我们想要计算圆的周长和面积。同时，我们还想通过类方法获取一个特定半径圆的周长，而不必先创建圆的实例。

import math
class Circle:
    pi = 3.14159  # 类的静态属性，所有实例共享
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius
    def area(self):
        return self.pi * (self.radius ** 2)
    def circumference(self):
        return 2 * self.pi * self.radius
    @classmethod
    def circumference_for_radius(cls, radius):
        # 注意这里使用cls而非self
        return 2 * cls.pi * radius
# 使用类方法
print(Circle.circumference_for_radius(5))  # 无需实例化即可调用
# 对比实例方法
circle = Circle(5)
print(circle.circumference())  # 需要实例化

在这个例子中，circumference_for_radius是一个类方法，它接收一个半径参数并返回对应圆的周长，而无需先创建Circle的实例。

16.3.2 类方法与静态方法的区别

虽然类方法和静态方法看起来相似，因为它们都可以在不创建实例的情况下被调用，但它们之间存在关键区别：

类方法至少接收一个参数（通常是cls），这个参数是对类本身的引用，允许类方法访问或修改类的属性（包括类变量和类方法）。
静态方法则通过@staticmethod装饰器定义，它不接收隐式的类引用或实例引用作为第一个参数。静态方法本质上是定义在类命名空间中的普通函数，只能通过类名或实例名调用，但不能直接访问或修改类的内部状态（除非显式传递）。

示例：静态方法的使用

class MathUtils:
    @staticmethod
    def add(x, y):
        return x + y
    @staticmethod
    def multiply(x, y):
        return x * y
# 使用静态方法
print(MathUtils.add(3, 4))  # 直接通过类名调用
math_util = MathUtils()
print(math_util.multiply(5, 6))  # 也可以通过实例调用