2024-05-08发表2025-03-15更新python

13Python类属性和类方法

类属性和类方法

01. 类的结构

1.1 术语 —— 实例

使用面相对象开发，第 1 步 是设计类
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
- 1. 调用初始化方法 __init__ 为 对象初始化
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

因此，通常也会把：

创建出来的对象叫做类的实例
创建对象的动作叫做 实例化
对象的属性 叫做 实例属性
对象调用的方法 叫做 实例方法

在程序执行时：

对象各自拥有自己的 实例属性
调用对象方法，可以通过
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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

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

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？

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)

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

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@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

@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)

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

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@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

设计一个 Game 类
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
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

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()