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Python 类的方法类型详解

news 2025/9/3 12:36:25

Python 类中的方法主要分为以下几种类型，每种都有其独特的特点和用途：

1. 实例方法 (Instance Methods)

特点：

第一个参数是 self，指向实例本身
可以访问和修改实例属性
可以访问类属性
最常用的方法类型

python

class Person:species = "人类"  # 类属性def __init__(self, name, age):self.name = name  # 实例属性self.age = age# 实例方法def introduce(self):return f"我叫{self.name}，今年{self.age}岁，属于{self.species}"def have_birthday(self):self.age += 1return f"生日快乐！现在{self.age}岁了"# 使用示例
person = Person("张三", 25)
print(person.introduce())  # 我叫张三，今年25岁，属于人类
print(person.have_birthday())  # 生日快乐！现在26岁了

2. 类方法 (Class Methods)

特点：

使用 @classmethod 装饰器
第一个参数是 cls，指向类本身
可以访问和修改类属性
不能访问实例属性
常用于创建工厂方法

python

class Student:school = "清华大学"student_count = 0def __init__(self, name):self.name = nameStudent.student_count += 1@classmethoddef get_school_info(cls):return f"学校: {cls.school}, 学生总数: {cls.student_count}"@classmethoddef create_from_string(cls, student_str):"""工厂方法：从字符串创建学生"""name, age = student_str.split(",")student = cls(name)  # 相当于 Student(name)student.age = int(age)return student# 使用示例
student1 = Student("李四")
student2 = Student("王五")print(Student.get_school_info())  # 学校: 清华大学, 学生总数: 2# 使用工厂方法
student3 = Student.create_from_string("赵六,20")
print(f"{student3.name}, {student3.age}岁")  # 赵六, 20岁

3. 静态方法 (Static Methods)

特点：

使用 @staticmethod 装饰器
不需要 self 或 cls 参数
不能访问实例属性或类属性
类似于普通函数，但逻辑上属于类
用于工具函数或与类相关但不依赖类状态的功能

python

class MathUtils:@staticmethoddef add(a, b):return a + b@staticmethoddef is_even(number):return number % 2 == 0@staticmethoddef calculate_circle_area(radius):return 3.14159 * radius ** 2class DateValidator:@staticmethoddef is_valid_date(year, month, day):try:import datetimedatetime.datetime(year, month, day)return Trueexcept ValueError:return False# 使用示例
print(MathUtils.add(5, 3))  # 8
print(MathUtils.is_even(4))  # True
print(DateValidator.is_valid_date(2023, 13, 1))  # False

4. 抽象方法 (Abstract Methods)

特点：

使用 @abstractmethod 装饰器
在抽象基类中定义，必须由子类实现
用于定义接口规范

python

from abc import ABC, abstractmethodclass Animal(ABC):@abstractmethoddef make_sound(self):pass@abstractmethoddef move(self):passclass Dog(Animal):def make_sound(self):return "汪汪！"def move(self):return "跑动"class Bird(Animal):def make_sound(self):return "叽叽！"def move(self):return "飞翔"# 使用示例
dog = Dog()
print(dog.make_sound())  # 汪汪！
print(dog.move())        # 跑动bird = Bird()
print(bird.make_sound())  # 叽叽！
print(bird.move())        # 飞翔

5. 属性方法 (Property Methods)

特点：

使用 @property 装饰器
将方法转换为只读属性
可以配合 setter 和 deleter 使用

python

class Temperature:def __init__(self, celsius):self._celsius = celsius@propertydef celsius(self):return self._celsius@propertydef fahrenheit(self):return (self._celsius * 9/5) + 32@celsius.setterdef celsius(self, value):if value < -273.15:raise ValueError("温度不能低于绝对零度")self._celsius = value# 使用示例
temp = Temperature(25)
print(f"{temp.celsius}°C = {temp.fahrenheit}°F")  # 25°C = 77.0°Ftemp.celsius = 30
print(f"{temp.celsius}°C = {temp.fahrenheit}°F")  # 30°C = 86.0°F

6. 特殊方法 (Magic/Dunder Methods)

特点：

以双下划线开头和结尾的方法
用于运算符重载和特殊操作

python

class Vector:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef __add__(self, other):"""重载 + 运算符"""return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)def __str__(self):"""重载字符串表示"""return f"Vector({self.x}, {self.y})"def __len__(self):"""重载 len() 函数"""return 2# 使用示例
v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(1, 4)
v3 = v1 + v2  # 调用 __add__
print(v3)      # 调用 __str__，输出: Vector(3, 7)
print(len(v3)) # 调用 __len__，输出: 2

方法类型对比总结

方法类型	装饰器	第一个参数	访问实例属性	访问类属性	主要用途
实例方法	无	self	✅	✅	对象操作
类方法	@classmethod	cls	❌	✅	类级别操作
静态方法	@staticmethod	无	❌	❌	工具函数
抽象方法	@abstractmethod	self	✅	✅	接口定义
属性方法	@property	self	✅	✅	属性访问