python类中的self与cls

python中的类是一种抽象的数据类型，是对一类具有相同属性和方法的对象的抽象，它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法，对象是类的实例

python中类就是一个抽象的集合，包含属性和方法。对象是类的实例，也就是类的具体实现。一般来说，在使用类中某个方法时，需要先实例化，在了解这两个概念之后，我们讲一下类中的self与cls

1. self与cls

在类中，self和cls都是指向类的实例的指针，但是self指向的是类的实例，而cls指向的是类本身。self和cls都可以用于访问类中的属性和方法

self和cls一般和@staticmethod、@classmethod一起使用，下面看一个基本的例子：

class A(object):
    def foo1(self):
        print("hello, ", self)

    @staticmethod
    def foo2():
        print("hello")

    @classmethod
    def foo3(cls):
        print("hello, ", cls)

a = A()  # 初始化类实例
a.foo1()  # hello,  <__main__.A object at 0x7f396b06a6e0>
print(a)  # <__main__.A object at 0x7f396b06a6e0>

a.foo2()  # hello

a.foo3()  # hello,  <class '__main__.A'>
print(A)  # <class '__main__.A'>

在上面例子中，我们定义了一个类A并初始化了一个类实例a。在类中，定义了三个函数foo1，foo2和foo3，其中foo2用装饰器@staticmethod装饰，代表这个函数是一个静态方法，foo3用装饰器@classmethod装饰，代表这个函数是一个类方法

从输出中可以看出，类实例a调用了foo1函数，输出hello与self，这里的self代表的就是实例化的a，可以看到self与print(a)的结果是相同的。而foo2和foo3函数中，没有使用self，而是使用了cls，这里的cls代表的是类本身，可以看到cls与print(A)的结果是相同的

2. @statistic与@classmethod

有了上面基本的认识之后，我们更详细的讨论@staticmethod和@classmethod，self指向的是类的实例，而cls指向的是类本身，self和cls都可以访问类中的属性和方法

我们在看下面这个例子

class Student(object):
    name = "harry"  # 类属性
    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 实例属性

    def say1(self):  # 实例方法
        print("hello, ", self)

    @staticmethod
    def say2():  # 静态方法
        print("hello")

    @classmethod
    def say3(cls):  # 类方法
        print("hello, ", cls)

s = Student('Bob')  # 实例化类
print(s.name)  # Bob
print(Student.name)  # harry

s.say1()  # hello,  <__main__.Student object at 0x7f9d7f7efa30>
Student.say1()  # wrong
Student.say1(s) # true

s.say2()  # hello
Student.say2()  # hello

s.say3()  # hello,  <class '__main__.Student'>
Student.say3()  # hello,  <class '__main__.Student'>

我们构建了一个类Student，分别定义了类属性、实例属性、实例方法、静态方法、类方法。顾名思义，类属性类方法指的是类中固有属性和方法，实例属性和实例方法指的是类实例化之后的属性和方法。在上述例子中，我们从类Student中实例化了一个类实例s

• 类属性和实例属性：类属性是类的固有属性，实例属性是类实例化之后的属性。在上面例子中，我们通过初始化实例s来覆盖掉了类属性name
• 实例方法：实例方法是类实例化之后的方法，可以通过实例化类来调用，也可以通过类来调用，但是通过类来调用时，需要传入实例化的类。在上面例子中，我们通过实例化类s来调用了实例方法say1，而通过类Student来调用实例方法say1时，会报错，因为没有传入实例化的类，如果要不报错，需要传入实例化的类，即Student.say1(s)
• 静态方法：静态方法是类的固有方法，可以通过实例化类来调用，也可以通过类来调用。在上面例子中，我们通过实例化类s来调用了静态方法say2，而通过类Student来调用静态方法say2时，也可以正常调用
• 类方法：类方法是类的固有方法，可以通过实例化类来调用，也可以通过类来调用。在上面例子中，我们通过实例化类s来调用了类方法say3，而通过类Student来调用类方法say3时，也可以正常调用

3. 为什么要有静态方法和类方法

我们从一个例子来看类内各种方法的区别

class A(object):
    def foo1(self):
        print("hello, ", self)

    @staticmethod
    def foo2():
        print("hello")

    @classmethod
    def foo3(cls):
        print("hello, ", cls)

a = A()  # 初始化类实例
print(a.foo1)  # <bound method A.foo1 of <__main__.A object at 0x7f50126b26e0>>
print(a.foo2)  # <function A.foo2 at 0x7f5012505d80>
print(a.foo3)  # <bound method A.foo3 of <class '__main__.A'>>

从输出结果来看一目了然

• foo1是实例方法，他是面向对象的实例化对象的一个实例方法，即实例a的一个实例方法
• foo2是静态方法，他是一个<function>，即他与类或者类实例都本质的关系，可以认为是在类外定义的一个函数，那为什么不在类外定义呢？我的理解是与语法糖有关，python是面向对象的编程，将函数写在类内起到了规范的作用
• foo3是类方法，他是类A自带的方法，不需要实例化即可使用

为什么在类内要设置各种方法？

• 为什么要用实例方法：需要改变实例属性的时候用到实例方法
• 为什么要用类方法：需要改变类属性的时候用到类方法
• 为什么要用静态方法：既不需要改变实例属性，也不需要改变类属性的时候用到静态方法