Python : 类变量、静态方法、类方法

前言

学完Java过后，对python中有了一些疑惑。Java中有static修饰的静态变量和静态方法这两个很用用的知识点，特别是在共享内存的操作上面。

Java静态变量和静态方法
Java多线程：在Java中使用多线程频繁使用静态变量（共享内存）

我就一直疑惑，Python中有没有类似的定义呢？因为真的好用采用Java中的那种风格写多线程。然后我就发现了Python中的这几个冷门知识点：

类变量（Java静态变量）
静态方法（Java静态方法）
类方法：这个是Python提供的更加灵活的方法

1 类变量（Java静态变量）

在 Python 中，类变量类似于 Java 的静态变量，属于类而不是对象。所有类的实例共享同一个类变量。
类变量的特点

• 共享：类变量是所有实例共享的。如果类变量的值被一个实例修改，所有其他实例看到的将是修改后的值。
• 定义位置：类变量在类体内定义，通常在方法之外。
• 访问方式：可以通过类名或实例名访问类变量。

class Student:
    # python中类变量是所有实例共享的，就是java中的静态变量用static修饰的变量
    teacher = "李华"   # 类变量
    
    def __init__(self,name,age,class_name):
        self.name = name   # 实例 成员变量
        self.age = age
        self.class_name = class_name

    def modify_teacher(self,teacher):
        # 修改类变量，需要通过类名.变量名的方式修改
        # 如果直接使用self.teacher = teacher，那么只是修改了实例变量，而不是类变量（我们类变量的目的本来就是为了所有实例共享）
        Student.teacher = teacher



s1 = Student("小明",18,"一班")
s1.modify_teacher("张三")


s2 = Student("小红",19,"一班")

print(s1.teacher)   # 张三
print(s2.teacher)   # 张三

这就是类变量，类变量通过类名访问，其属于这个类，其中一个类的实例修改了这个类变量，其余类的实例的这个变量也会一起变。这就和Java中的static修饰的变量是同样的效果。

并且这个知识点在多线程哪里会有大用。

2 Python中的静态方法（使用 @staticmethod 装饰器声明）

【注】：静态方法中不用传入self

• 访问方式：
  外部可以通过类名或实例名访问类变量。
  内部想要访问类属性和属于类的方法就必须通过类名. 访问

Python 中的静态方法使用 @staticmethod 装饰器声明。

• 静态方法只能访问静态变量（类变量）和静态方法。（必须通过 **类名.**来访问 ）
• 静态方法不能访问类的实例变量或方法，因为它不依赖于具体的实例。

和Java里面静态方法的特性完全一致。

class Student:
    teacher = "李老师"      # 类变量

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name    # 实例变量
        self.age = age      # 实例变量

    @staticmethod
    def init_teacher(name):
        # 定义一个静态方法，用来修改类变量teacher
        Student.teacher = name

if __name__ == '__main__':
    print(Student.teacher)  # 李老师

    Student.init_teacher("王老师")
    print(Student.teacher)  # 王老师

    stu1 = Student("小明", 18)
    stu2 = Student("小红", 19)
    print(stu1.teacher)  # 王老师
    print(stu2.teacher)  # 王老师

3 类方法（使用 @classmethod 装饰器声明）

【注】：类方法必须传入 cls 和self类似

• 访问方式：
  外部可以通过类名或实例名访问类变量。
  内部直接通过传进来的cls就可以访问类变量和类方法（属于整个类的），不包括实例属性和实例方法。

Python 还有一个与静态方法类似的概念，叫做类方法，使用 @classmethod 装饰器声明。类方法的第一个参数是 cls，表示类本身，而不是具体的对象实例。类方法能够访问类变量或调用类的其他方法。

其和静态方法作用上是没有任何区别的，只是在调用上有一些区别罢了

• 类方法只能访问静态变量（类变量）和静态方法（类方法）。（可以通过一个传入的 cls来访问）
• 类方法不能访问类的实例变量或方法，因为它不依赖于具体的实例。

class Student:
    teacher = "李老师"      # 类变量

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name    # 实例变量
        self.age = age      # 实例变量

    @classmethod
    def init_teacher(cls, name):
        # 定义一个类方法，用来修改类变量teacher
        # 必须传入cls参数，cls代表当前类，类似于self；可以通过cls访问类变量和类方法（包括静态方法）；但是不能访问实例变量和实例方法
        cls.teacher = name

if __name__ == '__main__':
    print(Student.teacher)  # 李老师

    Student.init_teacher("王老师")

    print(Student.teacher)  # 王老师

    s1 = Student("小明", 18)
    s2 = Student("小红", 19)
    s1.init_teacher("张老师")

    print(s1.teacher)  # 张老师
    print(s2.teacher)  # 张老师

4 静态方法和类方法的区别

实际作用上二者可以平替

区别：

• 静态方法不用传入cls，类方法必须传入cls
• 静态方法只能通过类名. 访问类变量和类方法；类方法可以通过传入的cls访问类变量和类方法

【注】：其实类方法是Python自己另外加的，Java没有。