Python：类方法和静态方法（@classmethod、@staticmethod）

背景：Python中，在使用类的方法时，往往需要先对类进行实例化，然后通过实例化对象调用类的方法，例如，现有一个MathUtils类，他包含两个方法，一个用于计算圆的面积，另一个用于计算正方形的面积。

import math

class MathUtils:
    def circle_area(self, r):
        """计算圆的面积，并保留两位小数"""
        return round(math.pi*r**2, 2)
    
    def squre_area(self, a):
        """计算正方形的面积"""
        return a * a


if __name__ == "__main__":
    math_utils = MathUtils()
    circle_area = math_utils.circle_area(10)
    print(f'圆的面积： {circle_area}')
    squre_area = math_utils.squre_area(10)
    print(f'正方形面积： {squre_area}')

为了简化这些编程，可以让程序员不再写实例化的代码就可以直接调用类的方法（这对于某些使用非常广泛且功能单一的函数来说很有意义），python3.x 版本之后不仅提供了修饰器 @staticmethod，用来修饰哪些方法是静态方法；还提供了修饰器 @classmethod，用来修饰哪些方法是类方法。静态方法和类方法都可以直接使用类名调用，这样不需要实例化对象也可以调用这些方法。下面通过上述代码的修改进行说明：

import math

class MathUtils:
    @classmethod    # 声明为类方法，第一个参数必须为类本身
    def circle_area(self, r):
        """计算圆的面积，并保留两位小数"""
        return round(math.pi*r**2, 2)

    @staticmethod
    def squre_area(a):  # 声明为静态方法，参数中吗没有类对象参数
        """计算正方形的面积"""
        return a * a


if __name__ == "__main__":
    # 可以不用实例化对象调用这些类的方法，从而简化编程
    circle_area1 = MathUtils.circle_area(10)
    print(f'圆的面积： {circle_area1}')
    squre_area1 = MathUtils.squre_area(10)
    print(f'正方形面积： {squre_area1}')

    # 当然，也可以通过实例化对象调用它们
    math_utils = MathUtils()
    circle_area2 = math_utils.circle_area(5)
    print(f'圆的面积： {circle_area2}')
    squre_area2 = math_utils.squre_area(5)
    print(f'正方形面积： {squre_area2}')

上述代码中，修饰器 @classmethod 表示 circle_area 为类方法，此时该方法的第一个参数必须为类对象本身，一般按Python规范命名为 cls（代码中我习惯了写self）；修饰器 @staticmethod表示 squre_area 是静态方法，和类方法不同的是，静态方法不要求参数中存在类对象本身。
此外，代码中展示了调用这两个方法可以直接使用类名，也可以通过实例化调用。

补充：
实际上，Python内置了3种装饰器，除了上述两种，还有一个是 @property 也比较常用
关于 @property 的使用可以参考该博客：Python @property装饰器详解，个人觉得解释的非常好，点赞加收藏。