第076讲：类和对象（XIX）

小甲鱼

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小古比鱼

函数和方法如出一辙，实现对象绑定的函数叫方法，没有实现绑定的是普通的函数。本节基于对官方文档的解读，探究了函数、方法、静态方法、类方法的底层实现原理，“知其所以然”。Python底层通过描述符来辨别函数和方法，函数是一个非数据描述符，利用__get__()方法进行鉴别，instance参数为None的是函数，不为None的是方法。静态方法是StaticMethod类的对象，作为函数调用时直接调用传递进来的函数自身，故无需绑定类和对象；类方法是ClassMethod类的对象，将参数klass即owner调整为新函数的第一个参数，以此来绑定类。Python3.9还引入了串联装饰器的功能，仅通过访问属性便可得到与访问方法相同的结果，由新增的hasattr()条件分支来实现。
通过本节课富有深度的学习，我们进一步体会到了描述符的强大功效，如此之多的便捷机制背后都是描述符的功劳！

Ensoleile

函数、方法、静态方法、类方法的底层实现原理

1. # 函数和方法
   
2. class C:
   
3.     def func(self, x):
   
4.         return x
   
5. 
   
6. c = C()
   
7. print(c.func)# <bound method C.func of <__main__.C object at 0x000001C5EE4ECFD0>>
   
8. print(C.func)# <function C.func at 0x000001C5EE4D48B0>
   
9. # 函数和方法本质上是一个东西，python在底层分辨函数和方法的原理 -> 描述符
   
10. # 官方文档：
    
11. # class Function:
    
12. #     ...
    
13. #     def __get__(self, obj, objtype=None):
    
14. #         '''Simulate func_descr_get() in Objects/funcobject.c'''
    
15. #         if obj is None:
    
16. #             return self
    
17. #         return MethodType(self, obj)
    
18. # 当定义函数时，其实是实例化了一个叫做Function的类（底层为C语言形式实现），包含一个__get__()方法。
    
19. # 当数定义一个类，再在类里边定义一个函数的时候，就会用到__get__()方法（obj对应instance，objtype对应owner）
    
20. # 先判断第二个参数obj是否为None，是则返回自己，否则返回MethodType
    
21. # 官方代码相当于：
    
22. class D:
    
23.     def __get__(self, instance, owner):
    
24.         if instance is None:
    
25.             print('函数~')
    
26.         else:
    
27.             print('方法~')
    
28. 
    
29. class C:
    
30.     x = D()
    
31. 
    
32. c = C()
    
33. c.x# 方法~
    
34. C.x# 函数~
    
35. # MethodType其实也是一个类，其官方文档:
    
36. # class MethodType:
    
37. #     '''Emulate PyMethod_Type in Objects/classobject.c'''
    
38. #     def __init__(self, func, obj):
    
39. #         self.__func__ = func
    
40. #         self.__self__ = obj
    
41. #     def __call__(self, *args, **kwargs):
    
42. #         func = self.__func__
    
43. #         obj = self.__self__
    
44. #         return func(obj, *args, **kwargs)
    
45. # 当它的实例化对象被当做函数调用的时候，__call__()魔法方法就会被执行，将传递进去的func和obj两个参数进行整合并且返回，即将传递进来的第一个实参func作为函数名，第二个实参作obj为该函数的第一个参数，整合之后返回
    
46. # 那么上边return MethodType其实就相当于return self(obj)。
    
47. 
    
48. # 静态方法，官方文档：
    
49. # class StaticMethod:
    
50. #     '''Emulate PyStaticMethod_Type() in Objects/funcobject.c'''
    
51. #     def __init__(self, f):
    
52. #         self.f = f
    
53. #     def __get__(self, obj, objtype=None):
    
54. #         return self.f
    
55. #     def __call__(self, *args, **kwargs):
    
56. #         return self.f(*args, **kwargs)
    
57. # 只要被StaticMethod装饰器碰过的对象就会变成StaticMethod类的对象，当这个对象被作为函数调用的时候，会直接调用传递进来的函数自身，省去类和对象的中间环节
    
58. 
    
59. # 类方法，官方文档：
    
60. # class ClassMethod:
    
61. #     '''Emulate PyClassMethod_Type() in Objects/funcobject.c'''
    
62. #     def __init__(self, f):
    
63. #         self.f = f
    
64. #     def __get__(self, obj, cls=None):
    
65. #         if cls is None:
    
66. #             cls = type(obj)
    
67. #         if hasattr(type(self.f), '__get__'):
    
68. #             return self.f.__get__(cls, cls)
    
69. #         return MethodType(self.f, cls)
    
70. # type()如果传入一个对象，那么他会返回该对象所属的类
    
71. class C:
    
72.     pass
    
73. 
    
74. c = C()
    
75. print(type(c))# <class '__main__.C'>
    
76. print(type(c) is C)# True
    
77. # 代码hasattr(type(self.f), '__get__')为的是让类方法能够和其他装饰器串联起来使用，如；
    
78. class C:
    
79.     @classmethod
    
80.     def __doc__(cls):
    
81.         return f'i love you -- from class {cls.__name__}'
    
82. 
    
83. c = C()
    
84. print(c.__doc__())# i love you -- from class C
    
85. print(C.__doc__())# i love you -- from class C
    
86. # 调用方法的形式
    
87. 
    
88. class G:
    
89.     @classmethod
    
90.     @property
    
91.     def __doc__(cls):
    
92.         return f'A doc for {cls.__name__!r}'
    
93. 
    
94. g = G()
    
95. print(g.__doc__)# A doc for 'G'
    
96. print(G.__doc__)# A doc for 'G'
    
97. # 属性访问的形式
    
98. 
    
99. #将官方文档复制下来，并添加一些print语句
    
100. class MethodType:
     
101.     def __init__(self, func, obj):
     
102.         self.__func__ = func
     
103.         self.__self__ = obj
     
104.     def __call__(self, *args, **kwargs):
     
105.         func = self.__func__
     
106.         obj = self.__self__
     
107.         print('小白')
     
108.         return func(obj, *args, **kwargs)
     
109. 
     
110. class ClassMethod:
     
111.     def __init__(self, f):
     
112.         self.f = f
     
113.     def __get__(self, obj, cls=None):
     
114.         if cls is None:
     
115.             print('旺财')
     
116.             cls = type(obj)
     
117.         if hasattr(type(self.f), '__get__'):
     
118.             print(f'来福，type(self.f) -> {type(self.f)}')
     
119.             return self.f.__get__(cls, cls)
     
120.         return MethodType(self.f, cls)
     
121. 
     
122. class D:
     
123.     @ClassMethod# 注意不是classmethod
     
124.     @property
     
125.     def __doc__(cls):
     
126.         return  f'i love you. -- from class {cls.__name__}'
     
127. 
     
128. d = D()
     
129. d.__doc__# 来福，type(self.f) -> <class 'property'>
     
130. # 如果多个装饰器串联，那么传入这个参数的类type(self.f)就是property，相当于
     
131. # __doc__是property的实例对象__doc__ = property(__doc__)，然后到@ClassMethod，运行到hasattr分支，type(self.f)运行的结果是property类，包含'__get__'方法，然后if里对__get__进行改造
     
132. # self.f.__get__(cls, cls)调用的是propert类里的__get__方法，并将instance对象参数的位置替换成了cls类参数
     
133. 
     
134. class D:
     
135.     @ClassMethod# 注意不是classmethod
     
136.     def __doc__(cls):
     
137.         return  f'i love you. -- from class {cls.__name__}'
     
138. 
     
139. d = D()
     
140. d.__doc__# 来福，type(self.f) -> <class 'function'>
     
141. # python万物皆对象，函数也是对象，这里type(self.f)指的是<class 'function'>类
     

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