一、方法类型总览
Python中的方法主要分为以下几种：
方法分类: ┌───────────────┐ │ 实例方法 │ ← 操作实例属性，第一个参数self ├───────────────┤ │ 类方法 │ ← 操作类属性，@classmethod装饰，第一个参数cls ├───────────────┤ │ 静态方法 │ ← 不操作类或实例属性，@staticmethod装饰 ├───────────────┤ │ 抽象方法 │ ← 必须由子类实现，@abstractmethod装饰 ├───────────────┤ │ 魔术方法 │ ← 双下划线开头结尾，如__init__ └───────────────┘
二、各类方法详解
1. 实例方法 (Instance Method)
特点：
- 默认类型的方法
- 第一个参数必须是
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
class MyClass:
class_attr = "类属性"
def __init__(self, value):
self.instance_attr = value # 实例属性
def instance_method(self):
return f"实例属性: {self.instance_attr}, 类属性: {self.class_attr}"
obj = MyClass("实例值")
print(obj.instance_method()) # 实例属性: 实例值, 类属性: 类属性
2. 类方法 (Class Method)
特点：
- 使用
@classmethod装饰器 - 第一个参数必须是
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
class Pizza:
base_price = 10 # 基础价格
def __init__(self, toppings):
self.toppings = toppings
@classmethod
def margherita(cls):
return cls(["番茄", "芝士"]) # 创建特定类型的披萨
@classmethod
def pepperoni(cls):
return cls(["番茄", "芝士", "意大利辣香肠"])
@classmethod
def update_base_price(cls, new_price):
cls.base_price = new_price # 修改类属性
# 使用类方法创建对象
margherita = Pizza.margherita()
pepperoni = Pizza.pepperoni()
print(margherita.toppings) # ['番茄', '芝士']
print(pepperoni.toppings) # ['番茄', '芝士', '意大利辣香肠']
# 修改类属性
Pizza.update_base_price(12)
print(Pizza.base_price) # 12
3. 静态方法 (Static Method)
特点：
- 使用
@staticmethod装饰器 - 不需要
self或cls参数 - 不能访问类或实例属性
- 与普通函数类似，但逻辑上属于类
- 常用于工具函数
class MathUtils:
@staticmethod
def add(a, b):
return a + b
@staticmethod
def circle_area(radius):
return 3.14159 * radius ** 2
# 使用静态方法
print(MathUtils.add(5, 3)) # 8
print(MathUtils.circle_area(2)) # 12.56636
# 也可以通过实例调用
utils = MathUtils()
print(utils.add(10, 20)) # 30
4. 抽象方法 (Abstract Method)
特点：
- 使用
@abstractmethod装饰器 - 必须从
abc.ABC继承 - 只定义接口不实现，子类必须实现
- 用于定义抽象基类(ABC)
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def make_sound(self):
pass
@abstractmethod
def move(self):
pass
class Dog(Animal):
def make_sound(self):
return "汪汪!"
def move(self):
return "跑动"
# animal = Animal() # 报错，不能实例化抽象类
dog = Dog()
print(dog.make_sound()) # 汪汪!
print(dog.move()) # 跑动
5. 魔术方法 (Magic Method)
特点：
- 双下划线开头和结尾(
__method__) - Python自动调用，用于实现特殊行为
- 如
__init__(初始化)、__str__(字符串表示)等
class Vector:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __add__(self, other):
"""向量加法"""
return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
def __str__(self):
return f"Vector({self.x}, {self.y})"
def __len__(self):
"""返回向量长度(欧几里得距离)"""
return int((self.x**2 + self.y**2)**0.5)
v1 = Vector(3, 4)
v2 = Vector(5, 6)
v3 = v1 + v2 # 调用__add__
print(v3) # Vector(8, 10) (调用__str__)
print(len(v1)) # 5 (调用__len__)
三、方法修饰符对比表
| 特性 | 实例方法 | 类方法 | 静态方法 | 抽象方法 |
|---|---|---|---|---|
| 装饰器 | 无 | @classmethod | @staticmethod | @abstractmethod |
| 第一个参数 | self(实例) | cls(类) | 无 | self或cls |
| 访问实例属性 | 可以 | 不可以 | 不可以 | 可以(需子类实现) |
| 访问类属性 | 可以 | 可以 | 不可以 | 可以(需子类实现) |
| 调用方式 | 对象.方法() | 类.方法()或对象.方法() | 类.方法()或对象.方法() | 子类必须实现 |
| 主要用途 | 操作实例状态 | 操作类状态或工厂方法 | 工具函数 | 定义接口规范 |
四、综合案例：电商商品系统
让我们通过一个电商商品系统的案例来综合运用各种方法类型：
from abc import ABC, abstractmethod
from datetime import datetime
class Product(ABC):
"""商品抽象基类"""
tax_rate = 0.1 # 类属性: 税率
def __init__(self, name, price, quantity):
self.name = name
self.price = price
self.quantity = quantity
self.__id = self.__generate_id() # 私有属性
def __generate_id(self):
"""私有方法: 生成商品ID"""
timestamp = int(datetime.now().timestamp())
return f"PROD-{timestamp}"
@property
def id(self):
"""只读属性: 商品ID"""
return self.__id
@abstractmethod
def display_info(self):
"""抽象方法: 显示商品信息"""
pass
@classmethod
def update_tax_rate(cls, new_rate):
"""类方法: 更新税率"""
cls.tax_rate = new_rate
@staticmethod
def calculate_discount(price, discount):
"""静态方法: 计算折扣价"""
return price * (1 - discount)
def sell(self, quantity):
"""实例方法: 销售商品"""
if quantity
五、最佳实践建议
合理使用方法类型：
- 需要访问实例状态 → 实例方法
- 需要操作类状态 → 类方法
- 独立工具函数 → 静态方法
- 定义接口规范 → 抽象方法
命名约定：
- 普通方法：小写加下划线
calculate_total - 私有方法：双下划线开头
__internal_logic - 魔术方法：双下划线开头和结尾
__str__
封装原则：
- 将不需要外部访问的方法设为私有
- 使用property控制属性访问
- 通过方法暴露必要功能而非直接访问属性
文档说明：
- 使用docstring说明方法用途和参数
- 明确哪些方法是公开API，哪些是内部实现
通过本文的学习和案例实践，你应该已经掌握了Python中各种方法类型的特点和使用场景。记住，选择合适的方法类型可以使你的代码更加清晰、可维护和符合Python风格。
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