類屬性和類方法

01. 類的結構

1.1 術語 —— 例項

1.使用面相物件開發，第 1 步 是設計 類
2.使用 類名() 建立物件，建立物件 的動作有兩步：
　　**在記憶體中為物件 分配空間
　　**呼叫初始化方法 __init__ 為 物件初始化
3.物件建立後，記憶體 中就有了一個物件的 實實在在 的存在 —— 例項

因此，通常也會把：
a.創建出來的 物件 叫做 類 的 例項
b.建立物件的 動作 叫做 例項化
c.物件的屬性 叫做 例項屬性
d.物件呼叫的方法 叫做 例項方法

1.2 類是一個特殊的物件

Python 中 一切皆物件：
　　class AAA: 定義的類屬於 類物件
　　obj1 = AAA() 屬於 例項物件

**在程式執行時，類 同樣 會被載入到記憶體
**在 Python 中，類 是一個特殊的物件 —— 類物件
**在程式執行時，類物件 在記憶體中 只有一份，使用 一個類 可以創建出 很多個物件例項
**除了封裝 例項 的 屬性 和 方法外，類物件 還可以擁有自己的 屬性 和 方法
　　類屬性
　　類方法
**通過 類名. 的方式可以 訪問類的屬性 或者 呼叫類的方法

02. 類屬性和例項屬性

2.1 概念和使用

**類屬性 就是給 類物件 中定義的 屬性
**通常用來記錄 與這個類相關 的特徵
**類屬性 不會用於記錄 具體物件的特徵

2.2 屬性的獲取機制

要訪問類屬性有兩種方式：
　　a.類名.類屬性
　　b.物件.類屬性 （不推薦）

**如果使用 物件.類屬性 = 值 賦值語句，只會 給物件新增一個屬性，而不會影響到 類屬性的值

03. 類方法和靜態方法

3.1 類方法

**類屬性 就是針對 類物件 定義的屬性
　　使用 賦值語句 在 class 關鍵字下方可以定義 類屬性
　　類屬性 用於記錄 與這個類相關 的特徵
**類方法 就是針對 類物件 定義的方法
　　在 類方法 內部可以直接訪問 類屬性 或者呼叫其他的 類方法

@classmethod
def 類方法名(cls):
    pass

******************

**類方法需要用 修飾器 @classmethod 來標識，告訴直譯器這是一個類方法
**類方法的 第一個引數 應該是 cls
　　由 哪一個類 呼叫的方法，方法內的 cls 就是 哪一個類的引用
　　這個引數和 例項方法 的第一個引數是 self 類似
　　提示 使用其他名稱也可以，不過習慣使用 cls
**通過 類名. 呼叫 類方法，呼叫方法時，不需要傳遞 cls 引數
**在方法內部
　　可以通過 cls. 訪問類的屬性
　　也可以通過 cls. 呼叫其他的類方法

3.2 靜態方法
**在開發時，如果需要在 類 中封裝一個方法，這個方法：
　　既 不需要 訪問 例項屬性 或者呼叫 例項方法
　　也 不需要 訪問 類屬性 或者呼叫 類方法
**這個時候，可以把這個方法封裝成一個 靜態方法

@staticmethod
def 靜態方法名():
    pass

**靜態方法 需要用 修飾器 @staticmethod 來標識，告訴直譯器這是一個靜態方法
**通過 類名. 呼叫 靜態方法

class Dog(object):
    
    # 狗物件計數
    dog_count = 0
    
    @staticmethod
    def run():
        
        # 不需要訪問例項屬性也不需要訪問類屬性的方法
        print("狗在跑...")

    def __init__(self, name):
        self.name = name

3.3 綜合案例

1.例項方法 —— 方法內部需要訪問 例項屬性
　　例項方法 內部可以使用 類名. 訪問類屬性
2.類方法 —— 方法內部 只 需要訪問 類屬性
3.靜態方法 —— 方法內部，不需要訪問 例項屬性 和 類屬性

class Game(object):

    # 遊戲最高分，類屬性
    top_score = 0

    @staticmethod
    def show_help():
        print("幫助資訊：讓殭屍走進房間")
        
    @classmethod
    def show_top_score(cls):
        print("遊戲最高分是 %d" % cls.top_score)

    def __init__(self, player_name):
        self.player_name = player_name

    def start_game(self):
        print("[%s] 開始遊戲..." % self.player_name)
        
        # 使用類名.修改歷史最高分
        Game.top_score = 999

# 1. 檢視遊戲幫助
Game.show_help()

# 2. 檢視遊戲最高分
Game.show_top_score()

# 3. 建立遊戲物件，開始遊戲
game = Game("小明")

game.start_game()

# 4. 遊戲結束，檢視遊戲最高分
Game.show_top_score()

PS:例項方法、類方法、靜態方法的區別與作用

例項方法
定義：第一個引數必須是例項物件，該引數名一般約定為“self”，通過它來傳遞例項的屬性和方法（也可以傳類的屬性和方法）；
呼叫：只能由例項物件呼叫。

類方法
定義：使用裝飾器@classmethod。第一個引數必須是當前類物件，該引數名一般約定為“cls”，通過它來傳遞類的屬性和方法（不能傳例項的屬性和方法）；
呼叫：類和例項物件都可以呼叫。

原則上，類方法是將類本身作為物件進行操作的方法。假設有個方法，且這個方法在邏輯上採用類本身作為物件來呼叫更合理，那麼這個方法就可以定義為類方法。另外，如果需要繼承，也可以定義為類方法。

如下場景：

假設我有一個學生類和一個班級類，想要實現的功能為：
執行班級人數增加的操作、獲得班級的總人數；
學生類繼承自班級類，每例項化一個學生，班級人數都能增加；
最後，我想定義一些學生，獲得班級中的總人數。

思考：這個問題用類方法做比較合適，為什麼？因為我例項化的是學生，但是如果我從學生這一個例項中獲得班級總人數，在邏輯上顯然是不合理的。同時，如果想要獲得班級總人數，如果生成一個班級的例項也是沒有必要的。

class ClassTest(object):
    __num = 0

    @classmethod
    def addNum(cls):
        cls.__num += 1

    @classmethod
    def getNum(cls):
        return cls.__num

    # 這裡我用到魔術方法__new__，主要是為了在建立例項的時候呼叫累加方法。
    def __new__(self):
        ClassTest.addNum()
        return super(ClassTest, self).__new__(self)


class Student(ClassTest):
    def __init__(self):
        self.name = ''

a = Student()
b = Student()
print(ClassTest.getNum())

靜態方法
定義：使用裝飾器@staticmethod。引數隨意，沒有“self”和“cls”引數，但是方法體中不能使用類或例項的任何屬性和方法；
呼叫：類和例項物件都可以呼叫。

靜態方法是類中的函式，不需要例項。靜態方法主要是用來存放邏輯性的程式碼，邏輯上屬於類，但是和類本身沒有關係，也就是說在靜態方法中，不會涉及到類中的屬性和方法的操作。可以理解為，靜態方法是個獨立的、單純的函式，它僅僅託管於某個類的名稱空間中，便於使用和維護。

譬如，我想定義一個關於時間操作的類，其中有一個獲取當前時間的函式。

import time

class TimeTest(object):
    def __init__(self, hour, minute, second):
        self.hour = hour
        self.minute = minute
        self.second = second

    @staticmethod
    def showTime():
        return time.strftime("%H:%M:%S", time.localtime())


print(TimeTest.showTime())
t = TimeTest(2, 10, 10)
nowTime = t.showTime()
print(nowTime)