1. 类的结构
1.1 术语 —— 实例
- 使用面相对象开发，第 1 步 是设计 类
- 使用 类名() 创建对象，创建对象 的动作有两步：
(1) 在内存中为对象 分配空间
(2) 调用初始化方法__init__为 对象初始化 - 对象创建后，内存 中就有了一个对象的 实实在在 的存在 —— 实例
因此，通常也会把：
- 创建出来的 对象 叫做 类的实例
- 创建对象的 动作 叫做 实例化
- 对象的属性 叫做 实例属性
- 对象调用的方法 叫做 实例方法
在程序执行时：
- 对象各自拥有自己的 实例属性
- 调用对象方法，可以通过 self.
- 访问自己的属性
- 调用自己的方法
结论
- 每一个对象都有自己独立的内存空间，保存各自不同的属性。
- 多个对象的方法，在内存中只有一份，在调用方法时，需要把对象的引用 传递到方法内部。
1.2 类是一个特殊的对象
Python 中 一切皆对象：
- class AAA 定义的类属于类对象
- obj1 = AAA() 属于实例对象
在 Python 中，类是一个特殊的对象 —— 类对象。
在程序运行时，类 同样 会被加载到内存中，类对象在内存中只有一份，使用一个类可以创建出很多个对象实例。
除了封装实例的属性和方法外，类对 还可以拥有自己的属性和方法，即
- 类属性
- 类方法
通过 类名. 的方式可以 访问类的属性 或者 调用类的方法。
2. 类属性和实例属性
2.1 概念和使用
类属性就是给类对象中定义的属性，通常用来记录与这个类相关的特征。类属性 不会用于记录具体对象的特征。
【示例需求】：
- 定义一个 工具类
- 每件工具都有自己的 name
- 需求 —— 知道使用这个类，创建了多少个工具对象？
class Tool(object):
# 使用赋值语句，定义类属性，记录创建工具对象的总数
count = 0
def __init__(self, name):
self.name = name
# 针对类属性做一个计数+1
Tool.count += 1
# 创建工具对象
tool1 = Tool("斧头")
tool2 = Tool("榔头")
tool3 = Tool("铁锹")
# 知道使用 Tool 类到底创建了多少个对象?
print("现在创建了 %d 个工具" % Tool.count) # 3
2.2 属性的获取机制
在 Python 中 属性的获取 存在一个 向上查找机制。
因此，要访问类属性有两种方式：
- 类名.类属性
- 对象.类属性 （不推荐）
注意：如果使用 对象.类属性 = 值 赋值语句，只会 给对象添加一个属性，而不会影响到 类属性的值。
3. 类方法和静态方法
3.1 类方法
- 类属性 就是针对 类对象 定义的属性
- 使用 赋值语句 在 class 关键字下方可以定义 类属性
- 类属性 用于记录 与这个类相关 的特征
- 类方法 就是针对 类对象 定义的方法
- 在 类方法 内部可以直接访问 类属性 或者调用其他的 类方法
语法如下：
@classmethod
def 类方法名(cls):
pass
- 类方法需要用 修饰器 @classmethod 来标识，告诉解释器这是一个类方法
- 类方法的 第一个参数 应该是 cls
- 由 哪一个类 调用的方法，方法内的 cls 就是 哪一个类的引用
- 这个参数和 实例方法 的第一个参数是 self 类似
- 提示 使用其他名称也可以，不过习惯使用 cls
- 通过 类名. 调用 类方法，调用方法时，不需要传递 cls 参数
- 在方法内部
- 可以通过 cls. 访问类的属性
- 也可以通过 cls. 调用其他的类方法
【示例需求】：
- 定义一个 工具类
- 每件工具都有自己的 name
- 需求 —— 在 类 封装一个
show_tool_count的类方法，输出使用当前这个类，创建的对象个数
@classmethod
def show_tool_count(cls):
"""显示工具对象的总数"""
print("工具对象的总数 %d" % cls.count)
在类方法内部，可以直接使用 cls 访问 类属性 或者 调用类方法。
3.2 静态方法
在开发时，如果需要在 类 中封装一个方法，这个方法：
- 既 不需要访问实例属性 或者 调用实例方法
- 也 不需要访问类属性 或者调用类方法
这个时候，可以把这个方法封装成一个 静态方法
语法如下：
@staticmethod
def 静态方法名():
pass
- 静态方法 需要用 修饰器 @staticmethod 来标识，告诉解释器这是一个静态方法
- 通过 类名. 调用 静态方法
class Dog(object):
# 狗对象计数
dog_count = 0
@staticmethod
def run():
# 不需要访问实例属性也不需要访问类属性的方法
print("狗在跑...")
def __init__(self, name):
self.name = name
3.3 方法综合案例
需求
- 设计一个 Game 类
- 属性：
- 定义一个 类属性 top_score 记录游戏的 历史最高分
- 定义一个 实例属性 player_name 记录 当前游戏的玩家姓名
- 方法：
- 静态方法 show_help 显示游戏帮助信息
- 类方法 show_top_score 显示历史最高分
- 实例方法 start_game 开始当前玩家的游戏
- 主程序步骤
- 查看帮助信息
- 查看历史最高分
- 创建游戏对象，开始游戏
class Game(object):
# 游戏最高分，类属性
top_score = 0
@staticmethod
def show_help():
print("帮助信息：让僵尸走进房间")
@classmethod
def show_top_score(cls):
print("游戏最高分是 %d" % cls.top_score)
def __init__(self, player_name):
self.player_name = player_name
def start_game(self):
print("[%s] 开始游戏..." % self.player_name)
# 使用类名.修改历史最高分
Game.top_score = 999
# 1. 查看游戏帮助
Game.show_help() # 帮助信息：让僵尸走进房间
# 2. 查看游戏最高分
Game.show_top_score() # 0
# 3. 创建游戏对象，开始游戏
game = Game("小明")
game.start_game() # 小明 开始游戏啦。。。
# 4. 游戏结束，查看游戏最高分
Game.show_top_score() # 999
案例小结
- 实例方法 —— 方法内部需要访问 实例属性
- 实例方法 内部可以使用 类名. 访问类属性
- 类方法 —— 方法内部 只 需要访问 类属性
- 静态方法 —— 方法内部，不需要访问 实例属性 和 类属性
参考资料
- Python中类属性和类方法：https://blog.csdn.net/weixin_46351593/article/details/119892412
- Python之@staticmethod和@classmethod的作用与区别：https://blog.csdn.net/u012856866/article/details/119566825
