python-静态方法和类方法

Java之类的编程语言还带有静态方法，Python类也拥有与静态方法明确对应的方法。此外，Python还拥有类方法，要比静态方法更高级一些。

静态方法与Java一样，即便没有创建类的实例，静态方法也是可以调用的，当然通过类实例来调用也是可以的。请用@staticmethod装饰器来创建静态方法，如代码清单15-1所示。

因为Python的动态性，对语言没有加太多限制，所以其继承机制要比Java和C ++等编译型语言更加简单灵活。为了了解如何在Python中使用继承，可先从本章之前讨论过的Circle类开始，再推而广之。不妨再定义一个正方形类Square：

现在，如果要在绘图程序中使用这些类，必须定义每个实例在绘图表面的位置信息。在每个实例中定义x、y坐标，即可实现这一点：

class Square:def __init__(self, side=1, x=0, y=0):self.side = sideself.x = xself.y = yclass Circle:def __init__(self, radius=1, x=0, y=0):self.radius = radiusself.x = xself.y = y

这种方式能起作用，但如果要扩展大量的形状类，就会产生大量重复代码，因为可能要让每种形状类都具备这种位置的概念。毫无疑问，这正是在面向对象语言中使用继承的标准场景。不用在每个形状类中都定义变量x和y，而可以将各种形状抽象为一个通用的Shape类，并让定义具体形状的类继承自该通用类。在Python中，定义方式如下：

在Python中使用继承类通常有两个要求，在Circle类和Square类的粗体代码中可以看到这两个要求。第一个要求是定义继承的层次结构，在用class关键字定义类名之后的圆括号中，给出要继承的类即可。在上述代码中，Circle和Square都继承自Shape。第二个要求比较微妙一些，就是必须显式调用被继承类的__init__方法。Python不会自动执行初始化操作，但可以用super函数让Python找到被继承的类。初始化的工作在示例中由super().__ init__(x, y)这行代码来完成，这里将调用Shape的初始化函数，用适当的参数初始化实例。如果没有显式调用父类的初始化方法，则本例中的Circle和Square的实例就不会给实例变量x和y赋值。

可以不用super来调用Shape的__init__，而是用Shape.init(self, x, y)显式给出被继承类的名字，同样能够实现在实例初始化完毕后调用Shape的初始化函数。从长远来看，这种做法不够灵活，因为对被继承类名进行了硬编码。如果日后整体设计和继承架构发生了变化，这就可能成为问题。但在继承关系比较复杂的时候，采用super会比较麻烦。因为这两种方案无法完全混合使用，所以请把代码中采用的方案清楚地记录在文档中备查。如果方法未在子类或派生类中定义，但在父类中有定义，继承机制也会生效。为了查看这种继承的效果，请在Shape类中再定义一个move方法，表示移动到指定位置。该方法将会把实例的x和y坐标修改为参数指定的值。Shape的定义现在变成了：

class Shape:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef move(self, delta_x, delta_y):self.x = self.x + delta_xself.y = self.y + delta_y

如果这个Shape定义与之前的Circle、Square一起输入完毕，就可以进行以下的交互式会话：

>>> c = Circle(1)>>> c.move(3, 4)>>> c.x3>>> c.y4

如果在交互式会话中执行上述代码，请务必在新定义的Shape类之后将Circle类的代码重新录入一遍。以上示例中的Circle类本身没有定义move方法，但由于继承自实现move的类，因此Circle的所有实例都可以使用move方法。用比较传统的OOP术语来描述，就是所有Python方法都是虚方法。也就是说如果方法在当前类中不存在，则会在父类中逐级搜索，并采用第一个找到的方法。

实例可以继承类的属性。实例变量是和对象实例关联的，某个名称的实例变量在一个实例中只会存在一个。看一下以下示例，这里会用到以下类的定义，

class P:z = "Hello"def set_p(self):self.x = "Class P"def print_p(self):print(self.x)class C(P):def set_c(self):self.x = "Class C"def print_c(self):print(self.x)

执行以下代码：

>>> c = C()>>> c.set_p()>>> c.print_p()Class P>>> c.print_c()Class P>>> c.set_c()>>> c.print_c()Class C>>> c.print_p()Class C

上述示例中的对象c是类C的实例。C继承自P，但c并非继承自类P的某个不可见的实例，而是直接从P继承方法和类变量的。因为只存在一个实例c，在c的方法调用中，对实例变量x的任何引用都只能指向c.x。在c上无论调用哪个类定义的方法，均会如此。如上所示，由c调用的set_p和print_p，都是在类P里定义的，且都引用了同一个变量，在c上调用set_c和print_c时，引用的也是这个变量。通常这正是实例变量应有的表现，因为对同一个名称的实例变量的引用，就应该指向同一个变量。不过有时也会有不同需求，可通过私有变量来实现（参见15.9节）。类变量是支持继承的，但应该避免命名冲突，并小心类变量一节中提及的种种现象。在以下示例中，父类P中定义了类变量z，并且通过以下3种方式都能被访问到：实例c、派生类C或直接用父类P：

>>> c.z; C.z; P.z'Hello''Hello''Hello'

但如果通过类C来对类变量z赋值，就会在类C中创建一个新的类变量。这对P的类变量本身（通过P访问）没有影响。但以后通过类C或其实例c看到的，将会是这个新的变量，而不是原来的变量：

>>> C.z = "Bonjour">>> c.z; C.z; P.z'Bonjour''Bonjour''Hello'

如果通过实例c来对z赋值，同样也会创建一个新的实例变量，最终会得到3个不同的变量

>>> c.z = "Ciao">>> c.z; C.z; P.z'Ciao''Bonjour''Hello'