用实例分析Python中method的参数传递过程

什么是method？

function就是可以通过名字可以调用的一段代码,我们可以传参数进去，得到返回值。所有的参数都是明确的传递过去的。
method是function与对象的结合。我们调用一个方法的时候，有些参数是隐含的传递过去的。下文会详细介绍。
instancemethod

In [5]: class Human(object):
  ...:   def __init__(self, weight):
  ...:     self.weight = weight
  ...:   def get_weight(self):
  ...:     return self.weight
  ...:  

In [6]: Human.get_weight
Out[6]: <unbound method Human.get_weight>

这告诉我们get_weight是一个没有被绑定方法，什么叫做未绑定呢？继续看下去。

In [7]: Human.get_weight()
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                 Traceback (most recent call last)
/home/yao/learn/insight_python/<ipython-input-7-a2b2c5cd2f8d> in <module>()
----> 1 Human.get_weight()

TypeError: unbound method get_weight() must be called with Human instance as first argument (got nothing instead)

未绑定的方法必须使用一个Human实例作为第一个参数来调用啊。那我们来试试

In [10]: Human.get_weight(Human(45))
Out[10]: 45

果然成功了，但是一般情况下我们习惯这么使用。

In [11]: person = Human(45)

In [12]: person.get_weight()
Out[12]: 45

这两种方式的结果一模一样。我们看下官方文档是怎么解释这种现象的。
 
When an instance attribute is referenced that isn't a data attribute, its class is searched.
If the name denotes a valid class attribute that is a function object, a method object is
created by packing (pointers to) the instance object and the function object just found together
in an abstract object: this is the method object. When the method object is called with an
argument list, a new argument list is constructed from the instance object and the argument list,
and the function object is called with this new argument list.

原来我们常用的调用方法(person.get_weight())是把调用的实例隐藏的作为一个参数self传递过去了, self 只是一个普通的参数名称,不是关键字。

In [13]: person.get_weight
Out[13]: <bound method Human.get_weight of <__main__.Human object at 0x8e13bec>>

In [14]: person
Out[14]: <__main__.Human at 0x8e13bec>

我们看到get_weight被绑定在了 person 这个实例对象上。
总结下

  1. instance method 就是实例对象与函数的结合。
  2. 使用类调用，第一个参数明确的传递过去一个实例。
  3. 使用实例调用，调用的实例被作为第一个参数被隐含的传递过去。

classmethod

In [1]: class Human(object):
  ...:   weight = 12
  ...:   @classmethod
  ...:   def get_weight(cls):
  ...:     return cls.weight

In [2]: Human.get_weight
Out[2]: <bound method type.get_weight of <class '__main__.Human'>>

我们看到get_weight是一个绑定在 Human 这个类上的method。调用下看看

In [3]: Human.get_weight()
Out[3]: 12
In [4]: Human().get_weight()
Out[4]: 12

类和类的实例都能调用 get_weight 而且调用结果完全一样。
我们看到 weight 是属于 Human 类的属性，当然也是 Human 的实例的属性。那传递过去的参数 cls 是类还是实例呢？

In [1]: class Human(object):
  ...:   weight = 12
  ...:   @classmethod
  ...:   def get_weight(cls):
  ...:     print cls

In [2]: Human.get_weight()
<class '__main__.Human'>

In [3]: Human().get_weight()
<class '__main__.Human'>

我们看到传递过去的都是 Human 类,不是 Human 的实例，两种方式调用的结果没有任何区别。cls 只是一个普通的函数参数，调用时被隐含的传递过去。
总结起来

  1. classmethod 是类对象与函数的结合。
  2. 可以使用类和类的实例调用，但是都是将类作为隐含参数传递过去。
  3. 使用类来调用 classmethod 可以避免将类实例化的开销。

staticmethod

In [1]: class Human(object):
  ...:   @staticmethod
  ...:   def add(a, b):
  ...:     return a + b
  ...:   def get_weight(self):
  ...:     return self.add(1, 2)

In [2]: Human.add
Out[2]: <function __main__.add>

In [3]: Human().add
Out[3]: <function __main__.add>

In [4]: Human.add(1, 2)
Out[4]: 3

In [5]: Human().add(1, 2)
Out[5]: 3

我们看到 add 在无论是类还是实例上都只是一个普通的函数，并没有绑定在任何一个特定的类或者实例上。可以使用类或者类的实例调用，并且没有任何隐含参数的传入。

In [6]: Human().add is Human().add
Out[6]: True

In [7]: Human().get_weight is Human().get_weight
Out[7]: False

add 在两个实例上也是同一个对象。instancemethod 就不一样了，每次都会创建一个新的 get_weight 对象。
总结下

  1. 当一个函数逻辑上属于一个类又不依赖与类的属性的时候，可以使用 staticmethod。
  2. 使用 staticmethod 可以避免每次使用的时都会创建一个对象的开销。
  3. staticmethod 可以使用类和类的实例调用。但是不依赖于类和类的实例的状态。
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