类属性和类方法

目标

类的结构
类属性和实例属性
类方法和静态方法

01. 类的结构

1.1 术语 —— 实例

1、使用面向对象开发，第 1 步是设计类

2、使用类名() 创建对象，创建对象的动作有两步：

在内存中为对象分配空间
调用初始化方法 _init_ 为对象初始化

3、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
在这里插入图片描述

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
在程序运行时，类同样会被加载到内存
在 Python 中，类是一个特殊的对象 —— 类对象
在程序运行时，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，类对象还可以拥有自己的属性和方法
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

02. 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)

2.2 属性的获取机制（科普）

在 Python 中属性的获取存在一个向上查找机制
在这里插入图片描述

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

03. 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

1、通过类名. 调用类方法，调用方法时，不需要传递 cls 参数
2、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

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

如果方法内部即需要访问实例属性，又需要访问类属性，应该定义成什么方法？

应该定义实例方法

因为，类只有一个，在实例方法内部可以使用类名. 访问类属性

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()

# 2. 查看游戏最高分
Game.show_top_score()

# 3. 创建游戏对象，开始游戏
game = Game("小明")

game.start_game()

# 4. 游戏结束，查看游戏最高分
Game.show_top_score()

Python面向对象之类属性与类方法（六）