Python 中 staticmethod 和 classmethod 原理探究
起步
文章Python 中 property 的实现原理及实现中探究了 property 的实现原理。如果能理解那边描述符的使用方式，那也能很快理解本篇中的 staticmethod 和 classmethod 。
函数与方法
对于类中定义的方法来说，通过类来调用与实例调用是不一样的：
class C:
def f(self): pass
print(C.f) #
print(C().f) #
一个返回的是 function 类型，一个返回的是 method 类型。他们的主要区别在于，函数的 传参都是显式传递的 而方法则方法中 传参往往都会有隐式传递的，具体根据于调用方。例如示例中的 C().f 通过实例调用的方式会隐式传递 self数据。
staticmethod 的实现
staticmethod 的效果是让 C.f 与 c.f 都返回函数，等价于 object.__getattribute__(c, "f") 或 object.__getattribute__(C, "f")，运行代码如下:
class C:
@staticmethod
def sf(): pass
c = C()
print(C.sf) #
print(c.sf) #
print(C.sf is c.sf) # True
要实现这样的方式也可以依托于描述符的机制，在 __get__ 中返回原始的函数，因此它的 Python 实现版本异常的简单：
class staticmethod(object):
def __init__(self, f):
self.f = f
def __get__(self, obj, objtype=None):
return self.f
这么简单的代码也已经是 C 实现版本对应的Python完整代码了。
classmethod 的实现
classmethod 则是要让 C.f和 c.f 都返回方法，并且传递隐式参数 cls , 运行代码如下：
class C:
@classmethod
def cf(cls): pass
c = C()
print(C.cf) #
print(c.cf) #
print(C.cf is c.cf) # False
classmethod 不仅要隐式传递参数，还需要每次创建新的
class classmethod(object):
def __init__(self, f):
self.f = f
def __get__(self, obj, klass=None):
if klass is None:
klass = type(obj)
def newfunc(*args):
return self.f(klass, *args)
return newfunc
这里的技巧就在于闭包将隐式的 cls 通过闭包空间进行绑定。这个纯python实现版本在功能上没什么问题，仅有个小缺陷：
c = C()
print(C.cf) # .newfunc at 0x000001EDF2527EE0>
print(c.cf) # .newfunc at 0x000001EDF2527EE0>
print(C.cf is c.cf) # False
尽管我们用闭包绑定了个隐式参数，但通过 c.cf获取的依然是 function 对象。在Python代码中创建
import types
class classmethod(object):
def __init__(self, f):
self.f = f
def __get__(self, obj, klass=None):
if klass is None:
klass = type(obj)
return types.MethodType(self.f, klass)
总结
staticmethod 和 classmethod 都运用了描述符的机制，学习描述符不仅能提供接触到更多工具集的方法，还能更深地理解 Python 工作的原理并更加体会到其设计的优雅性。
作者：weapon，闲来笑浮生悬笔一卷入毫端，朱绂临身可与言者不过二三。
Blog：zhihu.com/people/hong-wei-peng
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