第076讲：类和对象（XIX）

小甲鱼

0. 本节视频




1. 温馨提示

如果在学习本节课的过程中遇到问题，可以在这个帖子下方提问哦~

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

# 函数和方法
class C:
    def func(self, x):
        return x

c = C()
print(c.func)# <bound method C.func of <__main__.C object at 0x000001C5EE4ECFD0>>
print(C.func)# <function C.func at 0x000001C5EE4D48B0>
# 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
# 官方文档：
# class Function:
#     ...
#     def __get__(self, obj, objtype=None):
#         '''Simulate func_descr_get() in Objects/funcobject.c'''
#         if obj is None:
#             return self
#         return MethodType(self, obj)
# 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。
# 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）
# 先判断第二个参数obj是否为None，是则返回自己，否则返回MethodType
# 官方代码相当于：
class D:
    def __get__(self, instance, owner):
        if instance is None:
            print('函数~')
        else:
            print('方法~')

class C:
    x = D()

c = C()
c.x# 方法~
C.x# 函数~
# MethodType其实也是一个类，其官方文档:
# class MethodType:
#     '''Emulate PyMethod_Type in Objects/classobject.c'''
#     def __init__(self, func, obj):
#         self.__func__ = func
#         self.__self__ = obj
#     def __call__(self, *args, **kwargs):
#         func = self.__func__
#         obj = self.__self__
#         return func(obj, *args, **kwargs)
# 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
# 那么上边return MethodType其实就相当于return self(obj)。

# 静态方法，官方文档：
# class StaticMethod:
#     '''Emulate PyStaticMethod_Type() in Objects/funcobject.c'''
#     def __init__(self, f):
#         self.f = f
#     def __get__(self, obj, objtype=None):
#         return self.f
#     def __call__(self, *args, **kwargs):
#         return self.f(*args, **kwargs)
# 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

# 类方法，官方文档：
# class ClassMethod:
#     '''Emulate PyClassMethod_Type() in Objects/funcobject.c'''
#     def __init__(self, f):
#         self.f = f
#     def __get__(self, obj, cls=None):
#         if cls is None:
#             cls = type(obj)
#         if hasattr(type(self.f), '__get__'):
#             return self.f.__get__(cls, cls)
#         return MethodType(self.f, cls)
# type()如果传入一个对象，那么他会返回该对象所属的类
class C:
    pass

c = C()
print(type(c))# <class '__main__.C'>
print(type(c) is C)# True
# 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；
class C:
    @classmethod
    def __doc__(cls):
        return f'i love you -- from class {cls.__name__}'

c = C()
print(c.__doc__())# i love you -- from class C
print(C.__doc__())# i love you -- from class C
# 调用方法的形式

class G:
    @classmethod
    @property
    def __doc__(cls):
        return f'A doc for {cls.__name__!r}'

g = G()
print(g.__doc__)# A doc for 'G'
print(G.__doc__)# A doc for 'G'
# 属性访问的形式

#将官方文档复制下来，并添加一些print语句
class MethodType:
    def __init__(self, func, obj):
        self.__func__ = func
        self.__self__ = obj
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        func = self.__func__
        obj = self.__self__
        print('小白')
        return func(obj, *args, **kwargs)

class ClassMethod:
    def __init__(self, f):
        self.f = f
    def __get__(self, obj, cls=None):
        if cls is None:
            print('旺财')
            cls = type(obj)
        if hasattr(type(self.f), '__get__'):
            print(f'来福，type(self.f) -> {type(self.f)}')
            return self.f.__get__(cls, cls)
        return MethodType(self.f, cls)

class D:
    @ClassMethod# 注意不是classmethod
    @property
    def __doc__(cls):
        return  f'i love you. -- from class {cls.__name__}'

d = D()
d.__doc__# 来福，type(self.f) -> <class 'property'>
# 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
# __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
# 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

class D:
    @ClassMethod# 注意不是classmethod
    def __doc__(cls):
        return  f'i love you. -- from class {cls.__name__}'

d = D()
d.__doc__# 来福，type(self.f) -> <class 'function'>
# python万物皆对象，函数也是对象，这里type(self.f)指的是<class 'function'>类