Python中@staticmethod和@classmethod之间有什么区别？

您可能已经看到了类似于此伪代码的Python代码，它演示了各种方法类型的签名，并提供了一个文档字符串来解释每种类型：

class Foo(object):

    def a_normal_instance_method(self, arg_1, kwarg_2=None):
        '''
        Return a value that is a function of the instance with its
        attributes, and other arguments such as arg_1 and kwarg2
        '''

    @staticmethod
    def a_static_method(arg_0):
        '''
        Return a value that is a function of arg_0. It does not know the 
        instance or class it is called from.
        '''

    @classmethod
    def a_class_method(cls, arg1):
        '''
        Return a value that is a function of the class and other arguments.
        respects subclassing, it is called with the class it is called from.
        '''

普通实例方法

首先，我将解释a_nonormal_instance_method。这就是所谓的“实例方法”。当使用实例方法时，它被用作部分函数（与在源代码中查看时为所有值定义的总函数相反），也就是说，当使用时，第一个参数被预定义为对象的实例及其所有给定属性。它绑定了对象的实例，并且必须从对象的实例调用它。通常，它将访问实例的各种属性。

例如，这是一个字符串的实例：

', '

如果我们使用实例方法join来连接另一个可迭代的字符串，很明显，它是实例的函数，除了是可迭代列表['a'，'b'，'c']的函数之外：

>>> ', '.join(['a', 'b', 'c'])
'a, b, c'

绑定的方法

实例方法可以通过点查找绑定，以便稍后使用。

例如，这将str.join方法绑定到“：”实例：

>>> join_with_colons = ':'.join 

稍后，我们可以将其用作已经绑定了第一个参数的函数。这样，它就像实例上的分部函数一样工作：

>>> join_with_colons('abcde')
'a:b:c:d:e'
>>> join_with_colons(['FF', 'FF', 'FF', 'FF', 'FF', 'FF'])
'FF:FF:FF:FF:FF:FF'

静态方法

静态方法不将实例作为参数。

它非常类似于模块级函数。

但是，模块级函数必须存在于模块中，并且必须专门导入到使用它的其他地方。

然而，如果它附加到对象，它将通过导入和继承方便地跟随对象。

静态方法的一个示例是str.maketrans，它是从Python 3中的字符串模块移动来的。它使转换表适合str.translate使用。从字符串的实例中使用它似乎很愚蠢，如下所示，但从字符串模块导入函数相当笨拙，能够从类中调用它很好，如str.maketrans中所示

# demonstrate same function whether called from instance or not:
>>> ', '.maketrans('ABC', 'abc')
{65: 97, 66: 98, 67: 99}
>>> str.maketrans('ABC', 'abc')
{65: 97, 66: 98, 67: 99}

在python 2中，您必须从越来越无用的字符串模块导入此函数：

>>> import string
>>> 'ABCDEFG'.translate(string.maketrans('ABC', 'abc'))
'abcDEFG'

Class方法

类方法与实例方法相似，因为它接受隐式的第一个参数，但不是接受实例，而是接受类。为了更好地使用语义，它们通常被用作替代构造函数，它将支持继承。

内置类方法最典型的例子是dict.fromkeys。它被用作dict的另一个构造函数（非常适合当你知道你的键是什么并且想要它们的默认值时）

>>> dict.fromkeys(['a', 'b', 'c'])
{'c': None, 'b': None, 'a': None}

当我们对dict进行子类化时，我们可以使用相同的构造函数来创建子类的实例。

>>> class MyDict(dict): 'A dict subclass, use to demo classmethods'
>>> md = MyDict.fromkeys(['a', 'b', 'c'])
>>> md
{'a': None, 'c': None, 'b': None}
>>> type(md)
<class '__main__.MyDict'>

请参阅panda源代码以了解其他类似的替代构造函数示例，也可以参阅关于classmethod和staticmethod的Python官方文档。

一个非常重要的实际差异发生在子类化时。如果你不介意的话，我会劫持@unsubu的例子：

class A: 
    def foo(self, x): 
        print("executing foo(%s, %s)" % (self, x)) 
 
    @classmethod
    def class_foo(cls, x): 
        print("executing class_foo(%s, %s)" % (cls, x))
 
    @staticmethod 
    def static_foo(x): 
        print("executing static_foo(%s)" % x)

class B(A):
    pass

在class_foo中，该方法知道它是在哪个类上调用的：

A.class_foo(1)
# => executing class_foo(<class '__main__.A'>, 1)
B.class_foo(1)
# => executing class_foo(<class '__main__.B'>, 1)

在static_foo中，无法确定它是在A还是B上调用的：

A.static_foo(1)
# => executing static_foo(1)
B.static_foo(1)
# => executing static_foo(1)

注意，这并不意味着您不能在静态方法中使用其他方法，您只需直接引用类，这意味着子类的静态方法仍将引用父类：

class A:
    @classmethod
    def class_qux(cls, x):
        print(f"executing class_qux({cls}, {x})")
    
    @classmethod
    def class_bar(cls, x):
        cls.class_qux(x)

    @staticmethod
    def static_bar(x):
        A.class_qux(x)

class B(A):
    pass

A.class_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.A'>, 1)
B.class_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.B'>, 1)
A.static_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.A'>, 1)
B.static_bar(1)
# => executing class_qux(<class '__main__.A'>, 1)

我开始用C++学习编程语言，然后是Java，然后是Python，所以这个问题也困扰了我，直到我理解了每种语言的简单用法。

类方法：Python不像Java和C++那样没有构造函数重载。为了实现这一点，可以使用classmethod。以下示例将对此进行解释

让我们考虑一个Person类，它接受两个参数first_name和last_name，并创建Person的实例。

class Person(object):

    def __init__(self, first_name, last_name):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name

现在，如果您需要仅使用一个名称（仅使用first_name）创建一个类，那么在Python中不能这样做。

当您尝试创建对象（实例）时，这将给您一个错误。

class Person(object):

    def __init__(self, first_name, last_name):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name

    def __init__(self, first_name):
        self.first_name = first_name

然而，您可以使用@classmethod实现以下相同的功能

class Person(object):

    def __init__(self, first_name, last_name):
        self.first_name = first_name
        self.last_name = last_name

    @classmethod
    def get_person(cls, first_name):
        return cls(first_name, "")

静态方法：这相当简单，它不绑定到实例或类，您可以使用类名简单地调用它。

所以，在上面的示例中，假设您需要验证first_name不应超过20个字符，您可以简单地这样做。

@staticmethod  
def validate_name(name):
    return len(name) <= 20

您可以使用类名调用

Person.validate_name("Gaurang Shah")

staticmethod无法访问继承层次结构中对象、类或父类的属性。它可以直接在类中调用（无需创建对象）。

classmethod无法访问对象的属性。但是，它可以访问继承层次结构中的类和父类的属性。它可以直接在类中调用（无需创建对象）。如果在对象处调用，则它与不访问self的普通方法相同<属性>并访问self__第__类<属性>。

假设我们有一个b=2的类，我们将创建一个对象，并将其重新设置为b=4。Staticmethod无法访问以前的任何内容。Classmethod只能通过cls.b访问.b==2。正常方法可以通过self访问：.b==4和.b==2__第__.b类。

我们可以遵循KISS风格（保持简单，愚蠢）：不要使用静态方法和类方法，不要在没有实例化它们的情况下使用类，只访问对象的属性self.attribute。有些语言是这样实现OOP的，我认为这不是坏主意

@staticmethod只是禁用默认函数作为方法描述符。classmethod将函数包装在可调用的容器中，该容器将引用作为第一个参数传递给所属类：

>>> class C(object):
...  pass
... 
>>> def f():
...  pass
... 
>>> staticmethod(f).__get__(None, C)
<function f at 0x5c1cf0>
>>> classmethod(f).__get__(None, C)
<bound method type.f of <class '__main__.C'>>

事实上，classmethod有运行时开销，但可以访问所属的类。或者，我建议使用元类并将类方法放在元类上：

>>> class CMeta(type):
...  def foo(cls):
...   print cls
... 
>>> class C(object):
...  __metaclass__ = CMeta
... 
>>> C.foo()
<class '__main__.C'>

@类方法：

可以通过cls和直接通过类名调用类变量和实例、类和静态方法，但不能通过实例变量。可以通过对象和类名直接调用。第一个参数需要cls，否则无法调用@classmethod，并且按照惯例使用cls的名称，因此其他名称而不是cls仍然有效。

@静态方法：

既可以由对象调用，也可以直接由类名调用。可以通过类名而不是实例变量直接调用类变量和实例、类和静态方法。不需要self或cls。

*在回答Python中什么是“实例方法”时，我还详细解释了实例方法？

@类方法：

例如，@classmethod可以通过cls和直接通过类名调用类变量和实例、类和静态方法，@classmethod可以通过对象和直接通过类名称调用，如下所示：

class Person:
    x = "Hello"
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    @classmethod # Here
    def test1(cls):
        print(cls.x)   # Class variable by `cls`
        cls.test2(cls) # Instance method by `cls`
        cls.test3()    # Class method by `cls`
        cls.test4()    # Static method by `cls`
        print()
        print(Person.x)       # Class variable by class name
        Person.test2("Test2") # Instance method by class name
        Person.test3()        # Class method by class name
        Person.test4()        # Static method by class name
    
    def test2(self):
        print("Test2")
        
    @classmethod
    def test3(cls):
        print("Test3")
        
    @staticmethod
    def test4():
        print("Test4")

obj = Person("John")
obj.test1() # By object

# Or

Person.test1() # By class name

输出：

Hello
Test2
Test3
Test4

Hello
Test2
Test3
Test4

而且，@classmethod不能同时通过cls和直接通过类名调用实例变量，因此如果@classmethod试图同时通过cls和直接通过类名称调用实例变量（如下所示）：

# ...
    
    @classmethod
    def test1(cls):
        print(cls.name) # Instance variable by `cls`
        
        # Or

        print(Person.name) # Instance variable by class name
# ...

obj = Person("John")
obj.test1()

# Or

Person.test1()

出现以下错误：

AttributeError:类型对象“Person”没有属性“name”

如果@classmethod没有cls：

# ...
    
    @classmethod
    def test1(): # Without "cls"
        print("Test1")
  
# ...

obj = Person("John")
obj.test1()

# Or

Person.test1()

@无法调用classmethod，则出现如下错误：

TypeError:test1（）采用0个位置参数，但给出了1个

而且，cls的名称在约定中使用，因此其他名称而不是cls仍然有效，如下所示：

# ...

    @classmethod
    def test1(orange):
        print(orange.x)      # Class variable
        orange.test2(orange) # Instance method
        orange.test3()       # Class method
        orange.test4()       # Static method

# ...

obj = Person("John")
obj.test1()

# Or

Person.test1()

输出：

Hello
Test2
Test3
Test4

@静态方法：

例如，@staticmethod既可以按对象调用，也可以按类名直接调用，如下所示：

class Person:
    x = "Hello"
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    @staticmethod # Here
    def test1():
        print("Test1")
    
    def test2(self):
        print("Test2")
        
    @classmethod
    def test3(cls):
        print("Test3")
        
    @staticmethod
    def test4():
        print("Test4")

obj = Person("John")
obj.test1() # By object

# Or

Person.test1() # By class name

输出：

Test1

而且，@staticmethod可以通过类名直接调用类变量和实例、类和静态方法，而不是实例变量，如下所示：

# ...
    
    @staticmethod
    def test1():
        print(Person.x)       # Class variable
        Person.test2("Test2") # Instance method
        Person.test3()        # Class method
        Person.test4()        # Static method
            
# ...

obj = Person("John")
obj.test1()

# Or

Person.test1()

输出：

Hello
Test2
Test3
Test4

并且，如果@staticmethod尝试调用实例变量，如下所示：

# ...
    
    @staticmethod
    def test1():
        print(Person.name) # Instance variable
            
# ...

obj = Person("John")
obj.test1()

# Or

Person.test1()

出现以下错误：

AttributeError:类型对象“Person”没有属性“name”

而且，@staticmethod不需要self或cls，因此如果@staticmmethod具有self或cl，则需要传递如下所示的参数：

# ...
    
    @staticmethod
    def test1(self): # With "self"
        print(self)

    # Or

    @staticmethod
    def test1(cls): # With "cls"
        print(cls)

# ...

obj = Person("John")
obj.test1("Test1") # With an argument

# Or

Person.test1("Test1") # With an argument

输出：

Test1

否则，如果不传递如下所示的参数：

# ...
    
    @staticmethod
    def test1(self): # With "self"
        print("Test1")

    # Or

    @staticmethod
    def test1(cls): # With "cls"
        print("Test1")

# ...

obj = Person("John")
obj.test1() # Without an argument

# Or

Person.test1() # Without an argument

出现以下错误：

TypeError:test1（）缺少1个必需的位置参数：“self”

TypeError:test1（）缺少1个必需的位置参数：“cls”