python tips:类的绑定方法（bound）和非绑定方法（unbound）

Posted 2021-12-28 luoheng23

类属性只有类及其实例能够访问，可以理解为一个独立的命名空间。

Python中类属性的引用方式有两种：

1. 通过类的实例进行属性引用，称为绑定方法（bound method），可以理解为方法与实例绑定在一起。

2. 通过类进行属性引用，称为非绑定方法（unbound method），方法没有与实例绑定。

在绑定方法中，为了与实例绑定，Python自动将实例作为方法的第一个参数，而非绑定方法则表现的像普通函数，和普通函数的区别在于它只能通过类来访问。

两种引用方式：

 1 class A:
 2     def test1(self):
 3         print(self)
 4 
 5 def main():
 6     a = A()
 7     a.test1()
 8     A.test1(a)
 9     A.test1(2)
10 
11 if __name__ == "__main__":
12     main()

输出结果：

1 <__main__.A object at 0x00000212C48D5908>
2 <__main__.A object at 0x00000212C48D5908>
3 2

上述代码中，类A有一个test1方法。两种引用方式说明如下：

1. 通过实例a来引用方法时，python自动将a作为第一个参数（self）传给方法test1。

2. 通过类来直接引用时，需要显式传给test1一个self参数，但是这个参数并不要求一定要是类的实例，传入其他值亦可（上述代码中传入的是2）。

引用方式的问题与优点：

 1 class A:
 2     def test2():
 3         print("hello")
 4     
 5     def test3(solf):
 6         print(solf)
 7 
 8 class B:
 9     pass
10 
11 def main():
12     a = A()
13     try:
14         a.test2()
15     except Exception as e:
16         print(e)
17     b = B()
18     A.test3(b)
19 
20 if __name__ == "__main__":
21     main()

输出结果：

1 test2() takes 0 positional arguments but 1 was given
2 <__main__.B object at 0x000001DFE1AC7898>

由于实例引用会隐式传入实例作为方法的第一个参数，所以当类的方法不接受参数的时候，使用实例就无法调用该方法。

类引用的显式传参没有要求，所以可以将A类的方法作用于B上。

类方法（classmethod）和静态方法（staticmethod）：

 1 class A:
 2     @classmethod
 3     def test4(self):
 4         print(f"classmethod: self")
 5     
 6     @staticmethod
 7     def test5(self):
 8         print(f"staticmethod: self")
 9 
10 def main():
11     a = A()
12     a.test4()
13     A.test4()
14     a.test5(2)
15     A.test5(2)
16 
17 
18 if __name__ == "__main__":
19     main()

输出结果：

classmethod: <class ‘__main__.A‘>
classmethod: <class ‘__main__.A‘>
staticmethod: 2
staticmethod: 2

类方法和静态方法使用装饰器实现，和普通的方法有所区别。

从作用上看：

1. 类方法是只与类相关，而与类的实例无关的方法。

2. 静态方法是与类和实例都无关的方法。

从实现上看：

1. 类方法和静态方法统一了实例引用和类引用，两者都能通过两种引用方式调用。

2. 类方法永远隐式地使第一个传入的参数为类，静态方法所有参数都需要显示传入。

总结：

1. 类属性引用有两种，分为实例引用和类引用，对于方法属性，前者隐式传入实例作为第一个参数，后者类似于普通函数

2. self和cls是约定的实例和类的名称表示，并无强制性含义，类引用时可以传入任意值而不一定是类实例

3. 类方法与静态方法统一了两种引用方式，前者永远隐式传入类作为第一个参数，后者所有参数都需要显示传入。