扩展Python类方法

Python 中的类方法是与类相关联而不是与类的对象相关联的方法。这些方法允许访问和更改类级别的数据，这在与类变量或许多对象共有的功能交互时是必需的。虽然非静态方法以 self 作为第一个参数来引用对象，但类方法引用类，这被称为 cls。现有类方法的修订，后者提供了在子类中修改行为的更好方式，同时仍然包含父类的某些逻辑。学习框架代码设计、实现以及随后的类方法改编或扩展过程，对于在 Python 中开发整洁、结构化的代码至关重要。

扩展函数的必要性是什么？

添加特定功能，无论它是类方法还是某个函数，以及它的模型值都超出了基础和限制，并通过识别倡导平衡、纯粹编写扩展基础来加以限制。正是基于如此强大的上下文理解和细微欣赏，当前的讨论将围绕此展开。您会发现有多种原因需要扩展函数。

1. 代码重用性： 您可以利用这个非常坚实的基础并根据需要进行扩展，从而避免编写冗余代码。遵循内聚原则，这意味着您不会在各处复制相似的逻辑，从而简化代码并提高维护效率。
2. 消除代码重复： 代码重用确保在不改变核心结构的情况下专注于通用功能。用户可以在一个地方定义国际化标准，而不是在每个函数或类中进行定义。
3. 修改行为： 可以在一个函数的限制内用另一个函数替换一个函数，而使用上下文或意图可能非常不同。子类化意味着通过使用大部分内置基方法或属性来创建一个基于旧类的类。
4. 子类的更改： 面向对象编程中的每个子类都可以在子类中扩展父类方法，并实现行为可变性，而不会丢失与父类的连接。实现如结构和体系结构等特性的干净的可扩展性和可重用性一直是子类化的起源。

何时使用类方法？

在 Python 中，当需要使用类而不是类的实例时，类方法特别有用。它们提供了一种在类级别上操作数据或执行与整个类相关联的操作的方法。以下是类方法最合适的一些关键情况：

1. 处理类级别数据： 如果您想获取或设置存在于类每个已创建实例上的类属性。类方法是为类设计的，而不是为任何给定的类实例设计的，因此有助于轻松地组织此类数据。
2. 工厂方法用于替代构造函数： 类方法允许指定替代构造函数，以这种或那种方式创建类的实例，可能是在此之前将数据转换为类实例或以其他方式转换它们。
3. 修改所有实例的行为： 为了更改会影响给定类的所有对象的此类行为或配置，“类方法”变得得心应手，因为它们提供了一种管理类级别的方法，可以在其中进行更改并反映到所有对象。
4. 实现单例模式： 任何时候您想实现一个约束，即一个类只能创建一个实例，那么在类中找到一个方法来检查和控制该方面将非常有帮助。
5. 扩展类范围的功能： 当需要更改类对象的类级别行为时，类方法非常有用，它扩展了一个类来操作整个类，而不是专注于其对象的内部内容。

类方法的基本扩展

在此示例中，子类扩展了父类的类方法，并添加了附加功能。

示例

输出

 
"Species: Dog - Subspecies: Canine"   

说明

Animal 类通过 get_species() 方法引入了描述物种的能力。为了更好地发挥其功能，Dog 子类用有关亚种的信息来修改此方法。当调用 Dog.get_species() 时，它会输出“物种：子类在改进父类方法方面的有效性是‘犬科’的体现。”

完全覆盖类方法

在这种情况下，子类完全覆盖了类方法，取代了父类方法的行为。

示例

输出

 
"Bike has 2 wheels"   

说明

您可以使用 Vehicle 类的一部分 get_wheels() 函数来获取任何普通汽车的轮子数量。Bike 子类完全取消了此方法，以表明它拥有 2 个轮子。执行函数 Bike.get_wheels() 后，您将得到结果“Bike has 2 wheels”，这表明子类可以提供不同的类方法。

基本类方法的示例

输出

 
"Current population: 2"   

Python 中类方法的某些应用

以下是 Python 中类方法的关键应用，理论上呈现：

1. 工厂方法： 在上述观点中，某些方法充当类方法的理由与其他方法充当工厂方法的原因相同。类方法可以充当实例创建的提供者，例如工厂方法，它们是类及其对象形成的核心和最重要方法中的替代构造函数。
2. 类级别计数器： 就像任何类级别属性一样，被类方法扩展的计数器能够管理类状态属性，即已创建了多少个类的实例。这允许您维护与类本身相关的统计信息。
3. 访问或修改类属性： 类方法提供对所有类实例共有的类属性的访问并允许修改它们，这在处理跨实例的配置或通用状态时非常有用。
4. 实现单例模式： 类方法可用于实现单例设计模式。它提供了实例的全局访问点，同时一个类在整个程序中只能有一个实例。
5. 封装类行为： 类方法封装类的功能特征而不是特定实例，这对于那些涉及类结构设计或状态的函数很有用。
6. 管理类特定注册表： 类方法还可以用于构建和维护库或映射，这些库或映射将记录与特定类相关的详细信息或操作。它有助于区分和检索关于类的详细信息，而无需使用相应的对象状态。

Python 中类方法的某些优点

以下是 Python 中使用类方法的优点：

1. 集中的类级别管理： 类方法提供了一种可以在所有级别控制类级别信息的方式。这有助于在实例之间保持一致性，并可以实现跨整个类的更改。
2. 其他创建方法： 类方法充当工厂方法，从而提供实例化类的替代方法。通常，我们会遇到子类，它们只在初始化实例的方式上有所不同。
3. 实例之间的共享行为： 类方法可用于封装不需要访问实例特定对象的逻辑。封装任何与类本身定义的类相关的功能，因为他知道的必须知道。
4. 封装类特定逻辑： 通过封装适用于类作为一个整体的逻辑，保持代码整洁，尤其是在处理大型项目时，其中实例相关功能与类相关功能之间的清晰分离非常重要。
5. 支持继承： 类方法提高了代码的可读性，因为它们清楚地表明哪些方法打算被子类覆盖，哪些方法不打算。

您可以使用类方法来明确一个方法只能在类上操作而不能在类的实例上操作（即静态方法），或者一个方法可以工作但就像 Python 中的任何常规函数一样，使用第一个格式正确的参数来调用该方法。