作为类属性的函数赋值如何成为 Python 中的方法？

Question

>>> class A(object): pass
>>> def func(cls): pass
>>> A.func = func
>>> A.func
<unbound method A.func>

这个作业如何创建一个方法？赋值对类执行以下操作似乎不直观：

• 将函数转换为未绑定的实例方法
• 将 classmethod() 中包装的函数转换为类方法（实际上，这非常直观）
• 将 staticmethod 中包装的函数() 到函数中

似乎第一个，应该有一个 instancemethod()，而对于最后一个，根本不应该有包装函数。我知道这些是在 class 块内使用的，但为什么它们应该应用于它的外部呢？

但更重要的是，将函数分配到类中究竟是如何进行的？到底发生了什么魔法可以解决这三件事呢？

更令人困惑的是：

>>> A.func
<unbound method A.func>
>>> A.__dict__['func']
<function func at 0x...>

但我认为这与检索属性时的描述符有关。我认为这与这里的属性设置没有太大关系。

Answer 1

你是对的，这与描述符协议有关。描述符是 Python 中实现将接收者对象作为方法的第一个参数传递的方式。您可以阅读有关 Python 属性查找的更多详细信息

# A.func = func
A.__dict__['func'] = func # This just sets the attribute
# A.func
#   The __getattribute__ method of a type object calls the __get__ method with
#   None as the first parameter and the type as the second.
A.__dict__['func'].__get__(None, A) # The __get__ method of a function object
                                    # returns an unbound method object if the
                                    # first parameter is None.
a = A()
# a.func()
#   The __getattribute__ method of object finds an attribute on the type object
#   and calls the __get__ method of it with the instance as its first parameter.
a.__class__.__dict__['func'].__get__(a, a.__class__)
#   This returns a bound method object that is actually just a proxy for
#   inserting the object as the first parameter to the function call.

因此，在类或实例上查找函数将其转换为方法，而不是将其分配给类属性。

classmethod 和 staticmethod 只是描述符略有不同，classmethod 返回绑定到类型对象的绑定方法对象，而 staticmethod 仅返回原始函数。

Answer 2

描述符是神奇的¹，可以将普通的当您从实例或类检索它时，将函数放入绑定或未绑定方法中，因为它们都只是需要不同绑定策略的函数。 classmethod 和 staticmethod 装饰器实现其他绑定策略，而 staticmethod 实际上只返回原始函数，这与从非-函数可调用对象。

请参阅“用户定义的方法”了解一些血淋淋的细节，但请注意这：

另请注意，此转换仅发生在用户定义的函数中；其他可调用对象（以及所有不可调用对象）无需转换即可检索。

因此，如果您想要为自己的可调用对象进行此转换，您可以将其包装在函数中，但您也可以编写一个描述符来实现您自己的绑定策略。

这是正在运行的 staticmethod 装饰器，在访问它时返回底层函数。

>>> @staticmethod
... def f(): pass
>>> class A(object): pass
>>> A.f = f
>>> A.f
<function f at 0x100479398>
>>> f
<staticmethod object at 0x100492750>

而具有 __call__ 方法的普通对象不会被转换：

>>> class C(object):
...         def __call__(self): pass
>>> c = C() 
>>> A.c = c 
>>> A.c
<__main__.C object at 0x10048b890>
>>> c
<__main__.C object at 0x10048b890>

¹ 具体函数是 Objects/funcobject.c。

Answer 3

你必须考虑的是，在Python中 一切都是一个对象 。通过确定这一点，可以更容易地理解正在发生的事情。如果你有一个函数 def foo(bar): print bar，你可以执行 spam = foo 并调用 spam(1)，得到当然，1。

Python 中的对象将其实例属性保存在名为 __dict__ 的字典中，并带有指向其他对象的“指针”。由于 Python 中的函数也是对象，它们可以是作为简单变量进行分配和操作，传递给其他函数等。Python 的面向对象实现利用了这一点，并将方法视为属性，即对象的 __dict__ 中的函数。

实例方法第一个参数始终是实例对象本身，一般称为self （但这可以称为 this 或 banana）。当直接在类上调用方法时，它不会绑定到任何实例，因此您必须为其提供一个实例对象作为第一个参数（A.func(A())< /代码>）。当您调用 绑定函数 (A().func())，该方法的第一个参数 self 是隐式的，但在幕后 Python 的作用与直接调用未绑定函数并传递参数完全相同实例对象作为第一个参数。

如果理解了这一点，那么分配 A.func = func （幕后正在执行 A.__dict__["func"] = func）这一事实会给您留下一个未绑定的方法，这并不奇怪。

在您的示例中，def func(cls): pass中的cls实际上将传递的是类型的实例(self) >A。当您应用 classmethod 或 staticmethod 装饰器 只是获取函数/方法调用过程中获得的第一个参数，并将其转换为在调用该函数之前执行其他操作。

classmethod 采用第一个参数，获取实例的 class 对象，并将其作为第一个参数传递给函数调用，而 staticmethod 只是简单地丢弃第一个参数并在没有它的情况下调用该函数。

Answer 4

第 1 点：您定义的函数 func 作为 First-Class 对象存在 在 Python 中。

第 2 点：Python 中的类将其属性存储在 __dict__ 中。

那么当你在 Python 中传递一个函数作为类属性的值时会发生什么？该函数存储在类的 __dict__ 中，使其成为该类的一个方法，通过调用您分配给它的属性名称来访问。

Answer 5

关于 MTsoul 对 Gabriel Hurley 的回答的评论：

不同的是 func 有一个 __call__() 方法，使其“可调用”，即您可以应用 () 运算符。查看 Python 文档（在该文档中搜索 __call__页）。