这个C/ c++代码在Python中的等效代码是什么?

void foo()
{
    static int counter = 0;
    counter++;
    printf("counter is %d\n", counter);
}

具体来说,如何在函数级别实现静态成员,而不是在类级别?将函数放入类中会改变什么吗?


当前回答

您可以向函数添加属性,并将其用作静态变量。

def myfunc():
  myfunc.counter += 1
  print myfunc.counter

# attribute must be initialized
myfunc.counter = 0

或者,如果你不想在函数外部设置变量,你可以使用hasattr()来避免AttributeError异常:

def myfunc():
  if not hasattr(myfunc, "counter"):
     myfunc.counter = 0  # it doesn't exist yet, so initialize it
  myfunc.counter += 1

无论如何,静态变量是相当罕见的,您应该为这个变量找到一个更好的位置,最有可能是在类中。

其他回答

Python方法中的静态变量

class Count:
    def foo(self):
        try: 
            self.foo.__func__.counter += 1
        except AttributeError: 
            self.foo.__func__.counter = 1

        print self.foo.__func__.counter

m = Count()
m.foo()       # 1
m.foo()       # 2
m.foo()       # 3

我个人更喜欢下面的装饰。各有各的。

def staticize(name, factory):
    """Makes a pseudo-static variable in calling function.

    If name `name` exists in calling function, return it. 
    Otherwise, saves return value of `factory()` in 
    name `name` of calling function and return it.

    :param name: name to use to store static object 
    in calling function
    :type name: String
    :param factory: used to initialize name `name` 
    in calling function
    :type factory: function
    :rtype: `type(factory())`

    >>> def steveholt(z):
    ...     a = staticize('a', list)
    ...     a.append(z)
    >>> steveholt.a
    Traceback (most recent call last):
    ...
    AttributeError: 'function' object has no attribute 'a'
    >>> steveholt(1)
    >>> steveholt.a
    [1]
    >>> steveholt('a')
    >>> steveholt.a
    [1, 'a']
    >>> steveholt.a = []
    >>> steveholt.a
    []
    >>> steveholt('zzz')
    >>> steveholt.a
    ['zzz']

    """
    from inspect import stack
    # get scope enclosing calling function
    calling_fn_scope = stack()[2][0]
    # get calling function
    calling_fn_name = stack()[1][3]
    calling_fn = calling_fn_scope.f_locals[calling_fn_name]
    if not hasattr(calling_fn, name):
        setattr(calling_fn, name, factory())
    return getattr(calling_fn, name)

其他解决方案将计数器属性附加到函数,通常使用复杂的逻辑来处理初始化。这对于新代码是不合适的。

在Python 3中,正确的方法是使用非局部语句:

counter = 0
def foo():
    nonlocal counter
    counter += 1
    print(f'counter is {counter}')

有关非局部语句的规范,请参阅PEP 3104。

如果计数器是模块私有的,则应该将其命名为_counter。

使用装饰器和闭包

下面的装饰器可用于创建静态函数变量。它将声明的函数替换为函数本身的返回值。这意味着被修饰的函数必须返回一个函数。

def static_inner_self(func):
    return func()

然后在返回另一个带有捕获变量的函数的函数上使用decorator:

@static_inner_self
def foo():
    counter = 0
    def foo():
        nonlocal counter
        counter += 1
        print(f"counter is {counter}")
    return foo

nonlocal是必需的,否则Python认为计数器变量是一个局部变量而不是一个捕获变量。Python之所以如此,是因为变量赋值counter += 1。函数中的任何赋值都会使Python认为该变量是局部变量。

如果你没有在内部函数中为变量赋值,那么你可以忽略非局部语句,例如,在这个函数中,我用来缩进字符串的行,在这个函数中,Python可以推断出变量是非局部的:

@static_inner_self
def indent_lines():
    import re
    re_start_line = re.compile(r'^', flags=re.MULTILINE)
    def indent_lines(text, indent=2):
        return re_start_line.sub(" "*indent, text)
    return indent_lines

附注:有一个被删除的答案提出了同样的问题。我不知道作者为什么删掉它。 https://stackoverflow.com/a/23366737/195417

你可以创建一个所谓的“函数对象”,并给它一个标准的(非静态的)成员变量,而不是创建一个具有静态局部变量的函数。

既然你给出了一个c++编写的例子,我将首先解释什么是c++中的“函数对象”。“函数对象”就是任何带有重载操作符()的类。类实例的行为类似于函数。例如,你可以写int x = square(5);即使square是一个对象(带有重载操作符()),从技术上讲也不是一个“函数”。你可以给一个函数对象任何你可以给一个类对象的特性。

# C++ function object
class Foo_class {
    private:
        int counter;     
    public:
        Foo_class() {
             counter = 0;
        }
        void operator() () {  
            counter++;
            printf("counter is %d\n", counter);
        }     
   };
   Foo_class foo;

在Python中,我们也可以重载operator(),除非该方法被命名为__call__:

下面是一个类定义:

class Foo_class:
    def __init__(self): # __init__ is similair to a C++ class constructor
        self.counter = 0
        # self.counter is like a static member
        # variable of a function named "foo"
    def __call__(self): # overload operator()
        self.counter += 1
        print("counter is %d" % self.counter);
foo = Foo_class() # call the constructor

下面是一个使用这个类的例子:

from foo import foo

for i in range(0, 5):
    foo() # function call

打印到控制台的输出是:

counter is 1
counter is 2
counter is 3
counter is 4
counter is 5

如果你想让你的函数接受输入参数,你也可以将它们添加到__call__:

# FILE: foo.py - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

class Foo_class:
    def __init__(self):
        self.counter = 0
    def __call__(self, x, y, z): # overload operator()
        self.counter += 1
        print("counter is %d" % self.counter);
        print("x, y, z, are %d, %d, %d" % (x, y, z));
foo = Foo_class() # call the constructor

# FILE: main.py - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

from foo import foo

for i in range(0, 5):
    foo(7, 8, 9) # function call

# Console Output - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

counter is 1
x, y, z, are 7, 8, 9
counter is 2
x, y, z, are 7, 8, 9
counter is 3
x, y, z, are 7, 8, 9
counter is 4
x, y, z, are 7, 8, 9
counter is 5
x, y, z, are 7, 8, 9