关于如何在Python中使用静态、类或抽象方法的权威指南
python中方法的工作方式
方法是存储在类属性中的函数，你可以用下面这种方式声明和访问一个函数
>>> class pizza(object):
... def __init__(self, size):
... self.size = size
... def get_size(self):
... return self.size
...
>>> pizza.get_size
<unbound method pizza.get_size>
python在这里说明了什么？pizza类的属性get_size是unbound(未绑定的)，这代表什么含义?我们调用一下就明白了:
>>> pizza.get_size()
traceback (most recent call last):
file "<stdin>", line 1, in <module>
typeerror: unbound method get_size() must be called with pizza instance as first argument (got nothing instead)
我们无法调用它(get_size)，因为它没有绑定到pizza的任何实例上，而且一个方法需要一个实例作为它的第一个参数(python2中必须是类的实例，python3没有这个强制要求)，让我们试一下:
>>> pizza.get_size(pizza(42))
42
我们使用一个实例作为这个方法的第一个参数来调用它，没有出现任何问题。但是如果我说这不是一个方便的调用方法的方式，你将会同意我的观点。我们每次调用方法都要涉及(这里我理解是引用)类
来看python打算为我们做些什么，就是它从pizza类中绑定所有的方法到这个类的任何实例上。意思就是pizza实例化后get_size这个属性是一个绑定方法，方法的第一个参数会是实例对象自己
>>> pizza(42).get_size
<bound method pizza.get_size of <__main__.pizza object at 0x7f3138827910>>
>>> pizza(42).get_size()
42
意料之中，我们不需要为get_size传任何参数，自从被绑定后，它的self参数会自动设置为pizza实例，下面是一个更明显的例子:
>>> m = pizza(42).get_size
>>> m()
42
事实上是，你甚至不需要对pizza引用，因为这个方法已经绑定到了这个对象
如果你想知道这个绑定方法绑定到了哪一个对象，这里有个快捷的方法:
>>> m = pizza(42).get_size
>>> m.__self__
<__main__.pizza object at 0x7f3138827910>
>>> # you could guess, look at this:
...
>>> m == m.__self__.get_size
true
明显可以看出，我们仍然保持对我们对象的引用，而且如果需要我们可以找到它
在python3中，类中的函数不再被认为是未绑定的方法(应该是作为函数存在)，如果需要，会作为一个函数绑定到对象上，所以原理是一样的(和python2)，只是模型被简化了
>>> class pizza(object):
... def __init__(self, size):
... self.size = size
... def get_size(self):
... return self.size
...
>>> pizza.get_size
<function pizza.get_size at 0x7f307f984dd0>
静态方法
静态方法一种特殊方法，有时你想把代码归属到一个类中，但又不想和这个对象发生任何交互:
class pizza(object):
@staticmethod
def mix_ingredients(x, y):
return x + y
def cook(self):
return self.mix_ingredients(self.cheese, self.vegetables)
上面这个例子，mix_ingredients完全可以写成一个非静态方法，但是这样会将self作为第一个参数传入。在这个例子里，装饰器@staticmethod 会实现几个功能:
python不会为pizza的实例对象实例化一个绑定方法，绑定方法也是对象，会产生开销，静态方法可以避免这类情况
>>> pizza().cook is pizza().cook
false
>>> pizza().mix_ingredients is pizza.mix_ingredients
true
>>> pizza().mix_ingredients is pizza().mix_ingredients
true
简化了代码的可读性，看到@staticmethod我们就会知道这个方法不会依赖这个对象的状态(一国两制，高度自治)
允许在子类中重写mix_ingredients方法。如果我们在*模型中定义了mix_ingredients函数，继承自pizza的类除了重写，否则无法改变mix_ingredients的功能
类方法
什么是类方法，类方法是方法不会被绑定到一个对象，而是被绑定到一个类中
>>> class pizza(object):
... radius = 42
... @classmethod
... def get_radius(cls):
... return cls.radius
...
>>>
>>> pizza.get_radius
<bound method type.get_radius of <class '__main__.pizza'>>
>>> pizza().get_radius
<bound method type.get_radius of <class '__main__.pizza'>>
>>> pizza.get_radius == pizza().get_radius
true
>>> pizza.get_radius()
42
无论以何种方式访问这个方法，它都会被绑定到类中，它的第一个参数必须是类本身(记住类也是对象)
什么时候使用类方法，类方法在以下两种场合会有很好的效果:
1、工厂方法，为类创建实例，例如某种程度的预处理。如果我们使用@staticmethod代替，我们必须要在代码中硬编码pizza(写死pizza)，这样从pizza继承的类就不能使用了
class pizza(object):
def __init__(self, ingredients):
self.ingredients = ingredients
@classmethod
def from_fridge(cls, fridge):
return cls(fridge.get_cheese() + fridge.get_vegetables())
2、使用静态方法调用静态方法，如果你需要将一个静态方法拆分为多个，可以使用类方法来避免硬编码类名。使用这种方法来声明我们的方法pizza的名字永远不会被直接引用，而且继承和重写方法都很方便
class pizza(object):
def __init__(self, radius, height):
self.radius = radius
self.height = height
@staticmethod
def compute_area(radius):
return math.pi * (radius ** 2)
@classmethod
def compute_volume(cls, height, radius):
return height * cls.compute_area(radius)
def get_volume(self):
return self.compute_volume(self.height, self.radius)
抽象方法
抽象方法是定义在基类中的，可以是不提供任何功能代码的方法
在python中简单的写抽象方法的方式是:
class pizza(object):
def get_radius(self):
raise notimplementederror
继承自pizza的类都必须要实现并重写get_redius，否则就会报错
这种方式的抽象方法有一个问题，如果你忘记实现了get_radius，只有在你调用这个方法的时候才会报错
>>> pizza()
<__main__.pizza object at 0x7fb747353d90>
>>> pizza().get_radius()
traceback (most recent call last):
file "<stdin>", line 1, in <module>
file "<stdin>", line 3, in get_radius
notimplementederror
使用python的abc模块可以是这个异常被更早的触发
import abc
class basepizza(object):
__metaclass__ = abc.abcmeta
@abc.abstractmethod
def get_radius(self):
"""method that should do something."""
使用abc和它的特殊类，如果你尝试实例化basepizza或者继承它，都会得到typeerror错误
>>> basepizza()
traceback (most recent call last):
file "<stdin>", line 1, in <module>
typeerror: can't instantiate abstract class basepizza with abstract methods get_radius
备注:我使用python3.6实现的代码
in [8]: import abc
...:
...: class basepizza(abc.abc):
...:
...: @abc.abstractmethod
...: def get_radius(self):
...: """:return"""
...:
in [9]: basepizza()
---------------------------------------------------------------------------
typeerror traceback (most recent call last)
<ipython-input-9-70b53ea21e68> in <module>()
----> 1 basepizza()
typeerror: can't instantiate abstract class basepizza with abstract methods get_radius
混合静态，类和抽象方法
当需要创建类和继承时，如果你需要混合这些方法装饰器，这里有一些小窍门建议给你
记住要将方法声明为抽象，不要冻结这个方法的原型。意思是它(声明的方法)必须要执行，但是它在执行的时候，参数不会有任何限制
import abc
class basepizza(object):
__metaclass__ = abc.abcmeta
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(self):
"""returns the ingredient list."""
class calzone(basepizza):
def get_ingredients(self, with_egg=false):
egg = egg() if with_egg else none
return self.ingredients + egg
这样是有效的，因为calzone实现了我们为basepizza定义的接口要求，这意味着我们也可以将它实现为一个类或者静态方法，例如:
import abc
class basepizza(object):
__metaclass__ = abc.abcmeta
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(self):
"""returns the ingredient list."""
class dietpizza(basepizza):
@staticmethod
def get_ingredients():
return none
这也是正确的，它实现了抽要basepizza的要求，事实上是get_ingredioents方法不需要知道对象返回的结果，
因此，你不需要强制抽象方法实现成为常规方法、类或者静态方法。在python3中，可以将@staticmethod和@classmethod装饰器放在@abstractmethod上面
import abc
class basepizza(object):
__metaclass__ = abc.abcmeta
ingredient = ['cheese']
@classmethod
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(cls):
"""returns the ingredient list."""
return cls.ingredients
和java的接口相反，你可以在抽象方法中实现代码并通过super()调用它
import abc
class basepizza(object):
__metaclass__ = abc.abcmeta
default_ingredients = ['cheese']
@classmethod
@abc.abstractmethod
def get_ingredients(cls):
"""returns the ingredient list."""
return cls.default_ingredients
class dietpizza(basepizza):
def get_ingredients(self):
return ['egg'] + super(dietpizza, self).get_ingredients()
在上面的例子中，继承basepizza来创建的每个pizza都必须重写get_ingredients 方法，但是可以使用super()来获取default_ingredients
本文翻译自:https://julien.danjou.info/guide-python-static-class-abstract-methods/