Python 中的类属性，实例属性，类方法，实例方法和静态方法
不要将一个可变对象赋值给一个公开的类属性：
In [1]: class A:
...: b = {1, 2, 3}
...:
In [2]: A.b
Out[2]: {1, 2, 3}
In [3]: a = A()
In [4]: a.b
Out[4]: {1, 2, 3}
In [5]: a.b.add(4)
In [6]: a.b
Out[6]: {1, 2, 3, 4}
In [7]: A.b # 实例a的属性b发生变化之后却影响了类A的类属性b
Out[7]: {1, 2, 3, 4}
所以，公开的类属性应该只能使用常量（数字，字符串，元组），可变对象应该赋值给实例属性。
- 如果是私有的类属性（以两个下划线开头），则可以避免意外修改，但仍然不能避免刻意修改。（注意：私有类属性不会被继承）
- 如果在实例中将另一个对象赋值给类属性，则类的类属性不会受到影响（相当于实例属性覆盖了类属性）。
在接下来的内容之前，要搞清楚什么是类以及什么是实例。以上面的例子为例：A为类，a为A的实例。
什么是类属性，什么是实例属性？
- 类属性：在类内部直接定义的属性（如上面例子中类A的属性b）。
- 实例属性：
self（即实例）的属性。 - 类方法：以
@classmethod装饰的函数，第一个参数为cls（即类本身）。 - 实例方法：定义于类内部的函数，第一个参数为
self（即实例本身）。 - 静态方法：以
@staticmethod装饰的函数，不与实例进行交互。
类属性有哪些用途呢？
- 可以存储常量。由于类属性是属于类的而不是属于实例的，所以比起在
__init__方法中将常量赋值给实例属性，如果将常量赋值给类属性，那么在创建多个对象时可以节约一些时间，节省内存，提高效率。 - 可以定义默认值，在继承时会很有用。
上面例子中的
bug特性如果有心利用的话会有一些有趣的用法（比如计数…），但我强烈不建议这样搞，因为很有可能造成混乱。
实例方法和类方法有哪些区别？
操作实例的方法就是实例方法，与此相对应的，操作类的方法就是类方法。
实例方法的第一个参数self即为实例本身，而类方法的第一个参数cls为类本身。
我们可以通过Python的自省来更直观地了解：
In [1]: class A:
...:
...: # 类属性
...: x = 555
...:
...: def __init__(self):
...: # 实例属性
...: self.y = 777
...:
...: # 类方法
...: @classmethod
...: def class_m(cls):
...: return cls.x
...:
...: # 静态方法
...: @staticmethod
...: def static_m():
...: return 666
...:
...: # 实例方法
...: def foo(self):
...: return self.y
...:
In [2]: a = A()
In [3]: dir(A)
Out[3]:
['__class__',
'__delattr__',
...,
'__weakref__',
'class_m',
'foo',
'static_m',
'x']
In [4]: dir(a)
Out[4]:
['__class__',
'__delattr__',
...,
'__weakref__',
'class_m',
'foo',
'static_m',
'x',
'y']
In [5]: a.__class__ is A # 实例的__class__属性可以返回实例的类
Out[5]: True
我们可以发现，类A和实例a都拥有类属性、静态方法、类方法和实例方法，而实例a拥有特有的实例属性y。虽然类A也拥有实例方法foo()，但是无法调用（尝试调用A.foo()时会提示你缺少self参数）
我们刚才已经详细介绍了类属性，静态方法可以理解为一个不与实例进行交互的函数，接下来着重介绍类方法。
Tip：子类的实例方法会覆盖父类同名的类方法，且互不影响。
《流畅的Python》一书中第9章第4节写道：
（classmethod）定义操作类，而不是操作实例的方法。classmethod 改变了调用方法的方式，因此类方法的第一个参数是类本身，而不是实例。classmethod 最常见的用途是定义备选构造方法…
如何理解“定义备选构造方法”呢？
因为类方法的第一个参数一定为类本身，所以我们可以在类方法内生成一个类的实例并返回。
举个例子，《流畅的Python》一书中第19章第1节提出了这么一个问题：
feed['Schedule']['events'][40]['name']这种句法很冗长。在 JavaScript 中，可以使用feed.Schedule.events[40].name获取那个值。在 Python 中，可以实现一个近似字典的类（网上有大量实现） ，达到同样的效果。我自己实现了 FrozenJSON 类，比大多数实现都简单，因为只支持读取，即只能访问数据。不过，这个类能递归，自动处理嵌套的映射和列表。
最终完成的FrozenJSON类的代码如下（为方便理解，我添加了一些注释）：
import keyword
# collections.abc模块提供了抽象的基类 可以用来测试一个类是否提供了特定的接口
from collections import abc
class FrozenJSON:
def __init__(self, mapping):
self.__data = {}
for key, value in mapping.items():
# 如果key是python关键字 则在key结尾加上一个下划线
if keyword.iskeyword(key):
key += "_"
self.__data[key] = value
def __getattr__(self, name): # __getattr__特殊方法会在实例找不到name属性时调用
# 如果self.__data有name属性 则返回
if hasattr(self.__data, name):
return getattr(self.__data, name)
try:
return FrozenJSON.build(self.__data[name])
except KeyError:
raise AttributeError(r"'FrozenJSON' object has no attribute '%s'" % name)
@classmethod
def build(cls, obj):
# 如果obj是只读且可变映射对象（字典） 则返回一个新的FrozenJSON对象
if isinstance(obj, abc.Mapping):
return cls(obj)
# 如果obj是只读且可变序列对象（列表）
if isinstance(obj, abc.MutableSequence):
return [cls.build(item) for item in obj]
# 如果既不是字典也不是列表 则直接返回
return obj
试着把代码敲一遍，然后实践一下，就能理解“定义备选构造方法”的意义了。
然而，以上代码并不是原书中完成的最终代码，在最终的代码中，使用了实例的构造方法__new__使得代码更加简洁。
__init__方法是实例的初始化方法而不是构造方法，因为__init__方法必须返回None，而__new__方法可以返回实例，甚至可以返回其他类的实例。
限于篇幅，以后再讲。
一定要使用classmethod吗？
将上面FrozenJSON类的代码中的build方法改成这样：
@staticmethod
def build(obj):
# 如果obj是只读且可变映射对象（字典） 则返回一个新的FrozenJSON对象
if isinstance(obj, abc.Mapping):
return FrozenJSON(obj)
# 如果obj是只读且可变序列对象（列表）
if isinstance(obj, abc.MutableSequence):
return [FrozenJSON.build(item) for item in obj]
# 如果既不是字典也不是列表 则直接返回
return obj
再试一试，你会发现效果是一样的。再思考一下这样做有哪些缺点。