16类属性和类方法

1. 类的结构

1.1 术语 ---- 实例

使用面向对象开发, 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

2) 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
对象的属相 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 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

1.2 类是一个特殊的对象

Python 中一切皆对象:

class Person: 定义的类属于 类对象

xiaoming = Person() 属于 实例对象

在程序运行时, 类同样 会被加载到内存
在 Python 中, 类是一个特殊的对象 ---- 类对象
在程序运行时, 类对象 在内存中 只有一份, 使用 一个类 可以穿检出 很多个对象实例
除了封装实例的属性和方法外. 类对象 还可以拥有自己的属性和方法

类属性
类方法

通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法

2. 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

实例需求

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?

 1 class Tool(object):
 2 
 3     # 使用赋值语句定义类属性, 记录所有工具对象的数量
 4     count = 0
 5 
 6     def __init__(self, name):
 7         self.name = name
 8 
 9         # 让类属性的值+1
10         Tool.count += 1
11 
12 
13 # 1. 创建工具对象
14 tool1 = Tool("剪刀")
15 tool2 = Tool("石头")
16 tool3 = Tool("布")
17 
18 print(Tool.count)

2.2 属性的获取机制 (科普)

在 Python 中 属性的获取 存在一个 向上查找机制

因此, 要访问类属性有两种方式:

类名.类属性
对象.类属性 (不推荐)

注意

如果使用对象.类属性 = 值赋值语句, 只会 给对象添加一个属性, 而不会影响到 类属性的值

3. 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

@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

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

实例需求

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

 1 class Tool(object):
 2 
 3     # 使用赋值语句定义类属性, 记录所有工具对象的数量
 4     count = 0
 5 
 6     @classmethod
 7     def show_tool_count(cls):
 8 
 9         print("工具对象的数量 %d" % cls.count)
10 
11     def __init__(self, name):
12         self.name = name
13 
14         # 让类属性的值+1
15         Tool.count += 1
16 
17 
18 # 1. 创建工具对象
19 tool1 = Tool("剪刀")
20 tool2 = Tool("石头")
21 tool3 = Tool("布")
22 
23 # 2. 输出工具对象的总数
24 Tool.show_tool_count()

在类方法内部, 可以直接使用 cls 访问 类属性 或者 调用类方法

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, 可以把这个方法装成一个 静态方法

语法如下

@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. 通过 静态方法

 1 class Dog(object):
 2 
 3     @staticmethod
 4     def run():
 5         
 6         # 不访问实例属性/类属性
 7         print("小狗要跑...")
 8 
 9 
10 # 通过类名. 调用静态方法 - 不需要创建对象
11 Dog.run()

3.3 方法综合案例

需求

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
主程序步骤

1) 查看帮助信息

2) 查看历史最高分

3) 创建游戏对象, 开始游戏

 1 class Game(object):
 2 
 3     # 历史最高分
 4     top_score = 0
 5 
 6     def __init__(self, player_name):
 7         self.player_name = player_name
 8 
 9     @staticmethod
10     def show_help():
11         print("帮助信息: 让僵尸进入大门")
12 
13     @classmethod
14     def show_top_score(cls):
15         print("历史记录 %d" % cls.top_score)
16 
17     def start_game(self):
18         print("%s 开始游戏了..." % self.player_name)
19 
20 
21 # 1. 查看游戏的帮助信息
22 Game.show_help()
23 
24 # 2. 查看历史最高分
25 Game.show_top_score()
26 
27 # 3. 创建游戏对象
28 game = Game("小明")
29 
30 game.start_game()

案例小结

实例方法 ---- 方法内部需要访问实例属性

实例方法内部可以使用 类名. 访问类属性
类方法 ---- 方法内部只需要访问 类属性
静态方法 ---- 方法内部, 不需要访问 实例属性 和 类属性

提问

如果方法内部既需要访问 实例属性, 又需要访问 类属性, 应该定义什么方法?

答案

实例方法
因为, 类只有一个, 在 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性