Python類中方法種類與修飾符從基礎(chǔ)到實戰(zhàn)詳解
一、方法類型總覽
Python中的方法主要分為以下幾種:
方法分類: ┌───────────────┐ │ 實例方法 │ ← 操作實例屬性,第一個參數(shù)self ├───────────────┤ │ 類方法 │ ← 操作類屬性,@classmethod裝飾,第一個參數(shù)cls ├───────────────┤ │ 靜態(tài)方法 │ ← 不操作類或?qū)嵗龑傩裕珸staticmethod裝飾 ├───────────────┤ │ 抽象方法 │ ← 必須由子類實現(xiàn),@abstractmethod裝飾 ├───────────────┤ │ 魔術(shù)方法 │ ← 雙下劃線開頭結(jié)尾,如__init__ └───────────────┘
二、各類方法詳解
1. 實例方法 (Instance Method)
特點:
- 默認(rèn)類型的方法
- 第一個參數(shù)必須是
self,指向?qū)嵗旧?/li> - 可以訪問和修改實例屬性
- 可以訪問類屬性
class MyClass:
class_attr = "類屬性"
def __init__(self, value):
self.instance_attr = value # 實例屬性
def instance_method(self):
return f"實例屬性: {self.instance_attr}, 類屬性: {self.class_attr}"
obj = MyClass("實例值")
print(obj.instance_method()) # 實例屬性: 實例值, 類屬性: 類屬性
2. 類方法 (Class Method)
特點:
- 使用
@classmethod裝飾器 - 第一個參數(shù)必須是
cls,指向類本身 - 可以訪問和修改類屬性
- 不能訪問實例屬性
- 常用于創(chuàng)建工廠方法
class Pizza:
base_price = 10 # 基礎(chǔ)價格
def __init__(self, toppings):
self.toppings = toppings
@classmethod
def margherita(cls):
return cls(["番茄", "芝士"]) # 創(chuàng)建特定類型的披薩
@classmethod
def pepperoni(cls):
return cls(["番茄", "芝士", "意大利辣香腸"])
@classmethod
def update_base_price(cls, new_price):
cls.base_price = new_price # 修改類屬性
# 使用類方法創(chuàng)建對象
margherita = Pizza.margherita()
pepperoni = Pizza.pepperoni()
print(margherita.toppings) # ['番茄', '芝士']
print(pepperoni.toppings) # ['番茄', '芝士', '意大利辣香腸']
# 修改類屬性
Pizza.update_base_price(12)
print(Pizza.base_price) # 12
3. 靜態(tài)方法 (Static Method)
特點:
- 使用
@staticmethod裝飾器 - 不需要
self或cls參數(shù) - 不能訪問類或?qū)嵗龑傩?/li>
- 與普通函數(shù)類似,但邏輯上屬于類
- 常用于工具函數(shù)
class MathUtils:
@staticmethod
def add(a, b):
return a + b
@staticmethod
def circle_area(radius):
return 3.14159 * radius ** 2
# 使用靜態(tài)方法
print(MathUtils.add(5, 3)) # 8
print(MathUtils.circle_area(2)) # 12.56636
# 也可以通過實例調(diào)用
utils = MathUtils()
print(utils.add(10, 20)) # 30
4. 抽象方法 (Abstract Method)
特點:
- 使用
@abstractmethod裝飾器 - 必須從
abc.ABC繼承 - 只定義接口不實現(xiàn),子類必須實現(xiàn)
- 用于定義抽象基類(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 "跑動"
# animal = Animal() # 報錯,不能實例化抽象類
dog = Dog()
print(dog.make_sound()) # 汪汪!
print(dog.move()) # 跑動
5. 魔術(shù)方法 (Magic Method)
特點:
- 雙下劃線開頭和結(jié)尾(
__method__) - Python自動調(diào)用,用于實現(xiàn)特殊行為
- 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):
"""返回向量長度(歐幾里得距離)"""
return int((self.x**2 + self.y**2)**0.5)
v1 = Vector(3, 4)
v2 = Vector(5, 6)
v3 = v1 + v2 # 調(diào)用__add__
print(v3) # Vector(8, 10) (調(diào)用__str__)
print(len(v1)) # 5 (調(diào)用__len__)
三、方法修飾符對比表
| 特性 | 實例方法 | 類方法 | 靜態(tài)方法 | 抽象方法 |
|---|---|---|---|---|
| 裝飾器 | 無 | @classmethod | @staticmethod | @abstractmethod |
| 第一個參數(shù) | self(實例) | cls(類) | 無 | self或cls |
| 訪問實例屬性 | 可以 | 不可以 | 不可以 | 可以(需子類實現(xiàn)) |
| 訪問類屬性 | 可以 | 可以 | 不可以 | 可以(需子類實現(xiàn)) |
| 調(diào)用方式 | 對象.方法() | 類.方法()或?qū)ο?方法() | 類.方法()或?qū)ο?方法() | 子類必須實現(xiàn) |
| 主要用途 | 操作實例狀態(tài) | 操作類狀態(tài)或工廠方法 | 工具函數(shù) | 定義接口規(guī)范 |
四、綜合案例:電商商品系統(tǒng)
讓我們通過一個電商商品系統(tǒng)的案例來綜合運用各種方法類型:
from abc import ABC, abstractmethod
from datetime import datetime
class Product(ABC):
"""商品抽象基類"""
tax_rate = 0.1 # 類屬性: 稅率
def __init__(self, name, price, quantity):
self.name = name
self.price = price
self.quantity = quantity
self.__id = self.__generate_id() # 私有屬性
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):
"""只讀屬性: 商品ID"""
return self.__id
@abstractmethod
def display_info(self):
"""抽象方法: 顯示商品信息"""
pass
@classmethod
def update_tax_rate(cls, new_rate):
"""類方法: 更新稅率"""
cls.tax_rate = new_rate
@staticmethod
def calculate_discount(price, discount):
"""靜態(tài)方法: 計算折扣價"""
return price * (1 - discount)
def sell(self, quantity):
"""實例方法: 銷售商品"""
if quantity <= self.quantity:
self.quantity -= quantity
total = quantity * self.price * (1 + self.tax_rate)
return f"已售出 {quantity} 件 {self.name}, 總價: {total:.2f}"
return "庫存不足"
class Book(Product):
"""具體商品類: 圖書"""
def __init__(self, name, price, quantity, author):
super().__init__(name, price, quantity)
self.author = author
def display_info(self):
"""實現(xiàn)抽象方法"""
return (f"圖書: {self.name}\n"
f"作者: {self.author}\n"
f"價格: ¥{self.price:.2f}\n"
f"庫存: {self.quantity}件\n"
f"含稅價: ¥{self.price * (1 + self.tax_rate):.2f}")
class Electronics(Product):
"""具體商品類: 電子產(chǎn)品"""
def __init__(self, name, price, quantity, warranty):
super().__init__(name, price, quantity)
self.warranty = warranty # 保修期(月)
def display_info(self):
"""實現(xiàn)抽象方法"""
return (f"電子產(chǎn)品: {self.name}\n"
f"保修: {self.warranty}個月\n"
f"價格: ¥{self.price:.2f}\n"
f"庫存: {self.quantity}件\n"
f"含稅價: ¥{self.price * (1 + self.tax_rate):.2f}")
# 使用示例
if __name__ == "__main__":
# 修改稅率(類方法)
Product.update_tax_rate(0.15)
# 創(chuàng)建商品
book = Book("Python編程", 59.99, 100, "John Doe")
phone = Electronics("智能手機", 2999.99, 50, 24)
# 顯示商品信息(實例方法)
print(book.display_info())
print("\n" + phone.display_info())
# 銷售商品(實例方法)
print("\n" + book.sell(2))
print(phone.sell(1))
# 計算折扣(靜態(tài)方法)
discounted_price = Product.calculate_discount(phone.price, 0.2)
print(f"\n手機8折價: ¥{discounted_price:.2f}")
# 訪問私有屬性(通過property)
print(f"\n圖書ID: {book.id}")
# print(book.__id) # 報錯,無法直接訪問私有屬性
五、最佳實踐建議
合理使用方法類型:
- 需要訪問實例狀態(tài) → 實例方法
- 需要操作類狀態(tài) → 類方法
- 獨立工具函數(shù) → 靜態(tài)方法
- 定義接口規(guī)范 → 抽象方法
命名約定:
- 普通方法:小寫加下劃線
calculate_total - 私有方法:雙下劃線開頭
__internal_logic - 魔術(shù)方法:雙下劃線開頭和結(jié)尾
__str__
封裝原則:
- 將不需要外部訪問的方法設(shè)為私有
- 使用property控制屬性訪問
- 通過方法暴露必要功能而非直接訪問屬性
文檔說明:
- 使用docstring說明方法用途和參數(shù)
- 明確哪些方法是公開API,哪些是內(nèi)部實現(xiàn)
通過本文的學(xué)習(xí)和案例實踐,你應(yīng)該已經(jīng)掌握了Python中各種方法類型的特點和使用場景。記住,選擇合適的方法類型可以使你的代碼更加清晰、可維護和符合Python風(fēng)格。
以上就是Python類中方法種類與修飾符詳解的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于Python方法種類與修飾符的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
相關(guān)文章
pytorch 如何把圖像數(shù)據(jù)集進行劃分成train,test和val
這篇文章主要介紹了pytorch 把圖像數(shù)據(jù)集進行劃分成train,test和val的操作,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2021-05-05
python密碼學(xué)換位密碼及換位解密轉(zhuǎn)置加密教程
這篇文章主要為大家介紹了python密碼學(xué)換位密碼及換位解密轉(zhuǎn)置加密教程,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進步,早日升職加薪2022-05-05
python讀取mnist數(shù)據(jù)集方法案例詳解
這篇文章主要介紹了python讀取mnist數(shù)據(jù)集方法案例詳解,本篇文章通過簡要的案例,講解了該項技術(shù)的了解與使用,以下就是詳細內(nèi)容,需要的朋友可以參考下2021-09-09

