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。

对iPython中其他相同方法的快速破解表明，@staticmethod产生了边际性能增益（以纳秒为单位），但在其他方面它似乎没有任何作用。此外，在编译过程中通过staticmethod（）处理方法的额外工作（这在运行脚本时任何代码执行之前发生）可能会抵消任何性能提升。

为了代码的可读性，我会避免@staticmethod，除非您的方法将用于纳秒计数的工作量。

基本上，@classmethod生成的方法的第一个参数是从中调用的类（而不是类实例），@staticmethod没有任何隐式参数。

我认为一个更好的问题是“你什么时候会使用@classmethod vs@staticmethod？”

@classmethod允许您轻松访问与类定义关联的私有成员。这是一种很好的方法来实现单实例，或者控制所创建对象实例数量的工厂类。

@staticmethod提供了边际性能增益，但我还没有看到静态方法在类内的有效使用，而静态方法不能作为类外的独立函数实现。

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")

要决定是使用@staticmethod还是@classmethod，必须查看方法内部。如果您的方法访问类中的其他变量/方法，请使用@classmethod。另一方面，如果您的方法不涉及类的任何其他部分，则使用@staticmethod。

class Apple:

    _counter = 0

    @staticmethod
    def about_apple():
        print('Apple is good for you.')

        # note you can still access other member of the class
        # but you have to use the class instance 
        # which is not very nice, because you have repeat yourself
        # 
        # For example:
        # @staticmethod
        #    print('Number of apples have been juiced: %s' % Apple._counter)
        #
        # @classmethod
        #    print('Number of apples have been juiced: %s' % cls._counter)
        #
        #    @classmethod is especially useful when you move your function to another class,
        #       you don't have to rename the referenced class 

    @classmethod
    def make_apple_juice(cls, number_of_apples):
        print('Making juice:')
        for i in range(number_of_apples):
            cls._juice_this(i)

    @classmethod
    def _juice_this(cls, apple):
        print('Juicing apple %d...' % apple)
        cls._counter += 1