Python 类方法、静态方法和实例方法
静态方法是指类中无需实例参与即可调用的方法(不需要self参数),在调用过程中,无需将类实例化,直接在类之后使用.号运算符调用方法。
通常情况下,静态方法使用@staticmethod装饰器来声明。
示例代码:
class ClassA(object): @staticmethod def func_a(): print('Hello Python') if __name__ == '__main__': ClassA.func_a() # 也可以使用实例调用,但是不会将实例作为参数传入静态方法 ca = ClassA() ca.func_a()
这里需要注意的是,在Python 2 中,如果一个类的方法不需要self参数,必须声明为静态方法,即加上@staticmethod装饰器,从而不带实例调用它。
而在Python 3中,如果一个类的方法不需要self参数,不再需要声明为静态方法,但是这样的话只能通过类去调用这个方法,如果使用实例调用这个方法会引发异常。
class ClassA(object): def func_a(): print('Hello Python') if __name__ == '__main__': ClassA.func_a() # 以下使用实例调用会引发异常 ca = ClassA() ca.func_a()
异常信息:
func_a() takes 0 positional arguments but 1 was given
因为func_a没有声明为静态方法,类实例在调用func_a时,会隐式地将self参数传入func_a,而func_a本身不接受任何参数,从而引发异常。
类方法在Python中使用比较少,类方法传入的第一个参数为cls,是类本身。并且,类方法可以通过类直接调用,或通过实例直接调用。但无论哪种调用方式,最左侧传入的参数一定是类本身。
通常情况下,类方法使用@classmethod装饰器来声明
class ClassA(object): @classmethod def func_a(cls): print(type(cls), cls) if __name__ == '__main__': ClassA.func_a() ca = ClassA() ca.func_a()
从运行结果可以看出,无论是类调用还是实例调用,类方法都能正常工作。且通过打印cls,可以看出cls传入的都是类实例本身。
<class 'type'> <class '__main__.ClassA'> <class 'type'> <class '__main__.ClassA'>
这里需要注意,如果存在类的继承,那类方法获取的类是类树上最底层的类。
class BaseA(object): @classmethod def func_a(cls): print(type(cls), cls) class BaseB(object): pass class ClassA(BaseA, BaseB): pass if __name__ == '__main__': ClassA.func_a() ca = ClassA() ca.func_a()
代码中ClassA继承自BaseA、BaseB,在调用类方法时,虽然类方法是从BaseA继承而来,但是传入func_a的cls函数实际上是ClassA,也就是最底层(最具体)的类。
运行结果:
<class 'type'> <class '__main__.ClassA'> <class 'type'> <class '__main__.ClassA'>
所以,在某些时候,需要明确调用类属性时,不要使用类方法传入的cls参数,因为它传入的是类树中最底层的类,不一定符合设计初衷。
可以直接通过类名访问类属性。
class BaseA(object): @classmethod def func_a(cls):
# 直接使用类名,而不使用cls print(BaseA) print(type(cls), cls) class BaseB(object): pass class ClassA(BaseA, BaseB): pass if __name__ == '__main__': ClassA.func_a()
实例方法,除静态方法与类方法外,类的其他方法都属于实例方法。
实例方法需要将类实例化后调用,如果使用类直接调用实例方法,需要显式地将实例作为参数传入。
最左侧传入的参数self,是实例本身。
class ClassA(object): def func_a(self): print('Hello Python') if __name__ == '__main__': # 使用实例调用实例方法 ca = ClassA() ca.func_a() # 如果使用类直接调用实例方法,需要显式地将实例作为参数传入 ClassA.func_a(ca)
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一种结构设计模式,允许在对象中动态添加新行为。它通过创建一个封装器来实现这一目的,即把对象放入一个装饰器类中,然后把这个装饰器类放入另一个装饰器类中,以此类推,形成一个封装器链。这样,我们就可以在不改变原始对象的情况下动态添加新行为或修改原始行为。 在 Java 中,实现装饰器设计模式的步骤如下: 定义一个接口或抽象类作为被装饰对象的基类。 公共接口 Component { void operation; } } 在本例中,我们定义了一个名为 Component 的接口,该接口包含一个名为 operation 的抽象方法,该方法定义了被装饰对象的基本行为。 定义一个实现基类方法的具体装饰对象。 公共类 ConcreteComponent 实现 Component { public class ConcreteComponent implements Component { @Override public void operation { System.out.println("ConcreteComponent is doing something...") ; } } 定义一个抽象装饰器类,该类继承于基类,并将装饰对象作为一个属性。 公共抽象类装饰器实现组件 { protected Component 组件 public Decorator(Component component) { this.component = component; } } @Override public void operation { component.operation; } } } 在这个示例中,我们定义了一个名为 Decorator 的抽象类,它继承了 Component 接口,并将被装饰对象作为一个属性。在操作方法中,我们调用了被装饰对象上的同名方法。 定义一个具体的装饰器类,继承自抽象装饰器类并实现增强逻辑。 公共类 ConcreteDecoratorA extends Decorator { public ConcreteDecoratorA(Component 组件) { super(component); } } public void operation { super.operation System.out.println("ConcreteDecoratorA 正在添加新行为......") ; } } 在本例中,我们定义了一个名为 ConcreteDecoratorA 的具体装饰器类,它继承自装饰器抽象类,并实现了操作方法的增强逻辑。在操作方法中,我们首先调用被装饰对象上的同名方法,然后添加新行为。 使用装饰器增强被装饰对象。 公共类 Main { public static void main(String args) { Component 组件 = new ConcreteComponent; component = new ConcreteDecoratorA(component); 组件操作 } } 在这个示例中,我们首先创建了一个被装饰对象 ConcreteComponent,然后通过 ConcreteDecoratorA 类创建了一个装饰器,并将被装饰对象作为参数传递。最后,调用装饰器的操作方法,实现对被装饰对象的增强。 使用场景 在 Java 中,装饰器模式被广泛使用,尤其是在 I/O 中。Java 中的 I/O 库使用装饰器模式实现了不同数据流之间的转换和增强。 让我们打开文件 a.txt,从中读取数据。InputStream 是一个抽象类,FileInputStream 是专门用于读取文件流的子类。BufferedInputStream 是一个支持缓存的数据读取类,可以提高数据读取的效率,具体代码如下: @Test public void testIO throws Exception { InputStream inputStream = new FileInputStream("C:/bbb/a.txt"); // 实现包装 inputStream = new BufferedInputStream(inputStream); byte bytes = new byte[1024]; int len; while((len = inputStream.read(bytes)) != -1){ System.out.println(new String(bytes, 0, len)); } } } } 其中 BufferedInputStream 对读取数据进行了增强。 这样看来,装饰器设计模式和代理模式似乎有点相似,接下来让我们讨论一下它们之间的区别。 第三,与代理模式的区别: 代理模式的目的是控制对对象的访问,它在对象外部提供一个代理对象来控制对原对象的访问。代理对象和原始对象通常实现相同的接口或继承相同的类,以确保两者可以相互替换。 装饰器模式的目的是动态增强对象的功能,而这是通过对象内部的包装器来实现的。在装饰器模式中,装饰器类和被装饰对象通常实现相同的接口或继承自相同的类,以确保两者可以相互替代。装饰器模式也被称为封装器模式。 在代理模式中,代理类附加了与原类无关的功能。
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