理解python的staticmethod與classmethod實現

本文源於一時好奇,想要弄清出python的staticmethod()這一builtin方法的實現,查了一些資料(主要是python官方手冊了)彙集於此

python在類中,有三種調用method的方法:普通method,staticmethod和classmethod
前兩個應該都好理解,classmethod就是在調用這個函數的時候,會把調用對象的class object對象隱式地傳進去。咦?這個class object不是一個類型?No,在python裏面,class object不像靜態語言一樣是個類型,它在虛擬機中,就是一個對象
普通method調用需要把自己self作爲參數傳遞,初學的時候怎麼着也不能理解,不過看多了就自然熟悉了。比較奇怪的是staticmethod和classmethod不像靜態語言一樣,通過保留關鍵字定義,而是使用@staticmethod或者staticmethod()這種builtin函數進行定義。這個@staticmethod到底是個什麼東東?
@staticmethod
def foo(x):
print(x)


之前用過java,所以第一反應這是個annotation……唔,確實感覺像個AOP的東西,python裏把它稱作decorator。如果我們要自己實現一個staticmethod,該怎麼寫呢?

研究了下官方的代碼,我再改了改,感覺應該這樣寫:

def foo(x):
print(x)
class StaticMethod(object):
def __init__(self, function):
print("__init__() called")
self.f = function
def __get__(self, instance, owner):
print("\t__get__() called")
print("\tINFO: self = %s, instance =%s, owner = %s" % (self, instance, owner))
return self.f

class Class1(object):
method = StaticMethod(foo)

if __name__ == '__main__':
ins = Class1()
print("ins = %s, Class1 = %s" % (ins, Class1))
print("ins.method = %s, Class1.method = %s" % (ins.method, Class1.method))
ins.method('abc')
Class1.method('xyz')


輸出結果是:

__init__() called
ins = <__main__.Class1 object at 0xece2d0>, Class1 = <class '__main__.Class1'>
__get__() called
INFO: self = <__main__.StaticMethod object at 0xece5d0>, instance =<__main__.Class1 object at 0xece2d0>, owner = <class '__main__.Class1'>
__get__() called
INFO: self = <__main__.StaticMethod object at 0xece5d0>, instance =None, owner = <class '__main__.Class1'>
ins.method = <function foo at 0xeb6c00>, Class1.method = <function foo at 0xeb6c00>
__get__() called
INFO: self = <__main__.StaticMethod object at 0xece5d0>, instance =<__main__.Class1 object at 0xece2d0>, owner = <class '__main__.Class1'>
abc
__get__() called
INFO: self = <__main__.StaticMethod object at 0xece5d0>, instance =None, owner = <class '__main__.Class1'>
xyz

嗯,看上去一切都挺順利,Class1包含了一個變量method,不過這個method其實也是一個特殊處理過的StaticMethod類。這個類中有一個__get__函數,當類被“get”的時候,被訪問的時候,會默認把訪問者的instance和class信息都傳進來。所以我們看到不管是否調用method()這個函數,只要碰着了method,這個函數就會觸發,就會打印出當前instance和class信息。雖然ins和Class1的instance各有不同,但__get__函數中只是返回foo函數,所以這裏調用method之時就沒有區別,調用的都是同一個function對象。

好的,那麼classmethod又如何實現呢?

def foo2(cls, x):
print("foo2's class = ", cls)
print(x)

class ClassMethod(object):
def __init__(self, function):
print("ClassMethod: __init__() called")
self.f = function
def __get__(self, instance, owner = None):
print("\t__get__() called")
print("\tINFO: self = %s, instance =%s, owner = %s" % (self, instance, owner))
def tmpfunc(x):
print("I'm tmpfunc")
return self.f(owner, x)
return tmpfunc

class Class2(object):
method = ClassMethod(foo2)

class Class21(Class2):
pass
if __name__ == '__main__':
ins = Class2()
print("ins.method = %s, Class2.method = %s, Class21.method = %s" % (ins.method, Class2.method, Class21.method))
ins.method('abc')
Class2.method('xyz')
Class21.method('asdf')


輸出結果是:

ClassMethod: __init__() called
__get__() called
INFO: self = <__main__.ClassMethod object at 0xdeb250>, instance =<__main__.Class2 object at 0xdeb350>, owner = <class '__main__.Class2'>
__get__() called
INFO: self = <__main__.ClassMethod object at 0xdeb250>, instance =None, owner = <class '__main__.Class2'>
__get__() called
INFO: self = <__main__.ClassMethod object at 0xdeb250>, instance =None, owner = <class '__main__.Class21'>
ins.method = <function tmpfunc at 0xdee050>, Class2.method = <function tmpfunc at 0xdee1e8>, Class21.method = <function tmpfunc at 0xdee270>
__get__() called
INFO: self = <__main__.ClassMethod object at 0xdeb250>, instance =<__main__.Class2 object at 0xdeb350>, owner = <class '__main__.Class2'>
I'm tmpfunc
foo2's class = <class '__main__.Class2'>
abc
__get__() called
INFO: self = <__main__.ClassMethod object at 0xdeb250>, instance =None, owner = <class '__main__.Class2'>
I'm tmpfunc
foo2's class = <class '__main__.Class2'>
xyz
__get__() called
INFO: self = <__main__.ClassMethod object at 0xdeb250>, instance =None, owner = <class '__main__.Class21'>
I'm tmpfunc
foo2's class = <class '__main__.Class21'>
asdf


可以看出,classmethod和staticmethod的實現方法是大同小異。staticmethod比較簡單,直接返回self.f變量就好了,而classmethod不行,需要把調用時候的class類型信息傳給foo2函數,這個函數根據接收的class信息來作不同的工作。(不過我現在也沒有想到可以用來做些什麼)

有個地方值得注意,可能同志們剛纔也已經想到了,我一定必須要定義一個tempfunc,再返回它才能完成工作嗎?可不可以不要
def tmpfunc(x):
print("I'm tmpfunc")
return self.f(owner, x)
return tmpfunc


而直接返回一個
return self.f(owner, *args)



我剛試了一把,直接傳args默認參數是不行的,因爲__get__被調用的時候,還沒有把參數傳進來。只有return tmpfunc之後,Class2.method('xyz')的參數才掛在tmpfunc之上。

當然,如果有朋友成功做到了,請一定留言告訴我XD

小結:看來staticmethod和classmethod實現不是很困難,多虧了__get__函數幫忙。前文也提到__get__被調用時會把instance和class信息都填進來,真是幫了很大忙。但是,這個__get__函數到底又是怎麼一回事?爲什麼這麼神奇?這裏賣個關子,本文先不講了,下篇博文再看看這個[url=http://luozhaoyu.iteye.com/blog/1506426]__get__函數[/url]吧
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