Python中类方法的动态性与对象ID
在python中，当我们谈论对象的“地址”时，通常指的是其内存地址，可以通过内置函数id()获取。然而，python并非像c/c++那样直接操作内存地址。对于类方法而言，一个常见的误解是，每次访问同一个类方法时，它都应该指向内存中的同一块区域。但实际上，python中的类方法（以及实例方法）是动态创建的对象。
当通过类（如Parent.func1）访问一个使用@classmethod装饰器定义的函数时，Python的描述符协议会被触发。这个协议负责将一个函数转换为一个“方法对象”，并将其绑定到特定的类或实例。关键在于，每次通过类名访问该方法时，Python都会创建一个新的方法对象。这些新创建的方法对象拥有不同的id()，即使它们都指向同一个底层函数实现。
为了验证这一点，我们可以通过id()函数和is运算符进行观察：
class Parent:
@classmethod
def func1(cls):
pass
class Child(Parent):
pass
# 每次访问Parent.func1，都会得到一个不同的方法对象ID
print(f"Parent.func1 ID 1: {id(Parent.func1)}")
print(f"Parent.func1 ID 2: {id(Parent.func1)}")
print(f"Child.func1 ID: {id(Child.func1)}")
# 比较两个方法对象，它们是不同的对象
print(f"Parent.func1 is Parent.func1: {Parent.func1 is Parent.func1}")输出结果会清晰地显示，Parent.func1在两次访问时id不同，且is运算符返回False，这证明了它们是不同的方法对象。
方法对象与底层函数：__func__属性
尽管方法对象本身是动态创建的，但它们所封装的底层函数（即@classmethod装饰器下定义的原始函数）是同一个。这个底层函数可以通过方法对象的__func__属性访问。__func__属性指向的是实际的函数定义，它在整个程序生命周期中是唯一的。
立即学习“Python免费学习笔记（深入）”；
class Parent:
@classmethod
def func1(cls):
print("hello func1")
class Child(Parent):
pass
# 比较底层函数，它们是相同的
print(f"Parent.func1.__func__ is Child.func1.__func__: {Parent.func1.__func__ is Child.func1.__func__}")输出将是True，这表明无论是通过Parent还是Child访问func1，它们最终都调用了同一个底层函数实现。
解决方法比较的陷阱：NO_CALCULATE列表的问题
在原始代码示例中，NO_CALCULATE列表试图通过直接存储方法对象来排除某些计算。
class Parent:
# ...
CALCULATE = [func1, func2, func3]
NO_CALCULATE = [] # 存储的是方法对象
class Child(Parent):
NO_CALCULATE = [Parent.func1] # 存储的是Parent.func1方法对象
# ...
@classmethod
def calculate_kpis(cls):
for func in cls.CALCULATE:
# func 是循环中动态获取的方法对象
if func not in cls.NO_CALCULATE: # 这里的比较会失败
func.__get__(cls)()当Child.calculate_kpis方法执行时，for func in cls.CALCULATE循环会动态地获取func1、func2、func3的方法对象。例如，func在某次迭代中可能是Child.func1这个新创建的方法对象。然后，if func not in cls.NO_CALCULATE语句会尝试比较Child.func1（一个新对象）与Parent.func1（NO_CALCULATE中存储的也是一个方法对象，可能也不是当前Child.func1的同一个实例）。由于Python默认的in操作符对于自定义对象会进行身份（is）比较，而这两个方法对象并非同一个实例，因此比较结果为False，导致本应被排除的func1仍然被执行。
健壮的比较策略与方法调用
为了正确地比较和排除方法，我们应该避免直接比较方法对象本身。有两种更健壮的策略：
-
比较底层函数 (__func__)： 这是最直接的方式，因为它比较的是实际的函数定义。
class Parent: @classmethod def func1(cls): print("hello func1") @classmethod def func2(cls): print("hello func2") @classmethod def func3(cls): print("hello func3") CALCULATE = [func1, func2, func3] NO_CALCULATE = [] @classmethod def calculate_kpis(cls): excluded_funcs = [f.__func__ for f in cls.NO_CALCULATE] for func in cls.CALCULATE: if func.__func__ not in excluded_funcs: func(cls) # 推荐的调用方式 class Child(Parent): NO_CALCULATE = [Parent.func1] if __name__ == "__main__": print("--- Using __func__ for comparison ---") c = Child() c.calculate_kpis() -
比较方法名 (__name__)： 这种方式更具通用性，特别是当需要跨继承链排除方法时。它将方法名作为字符串进行比较，简单直观。
class Parent: @classmethod def func1(cls): print("hello func1 from Parent") @classmethod def func2(cls): print("hello func2 from Parent") @classmethod def func3(cls): print("hello func3 from Parent") CALCULATE = [func1, func2, func3] NO_CALCULATE = [] @classmethod def calculate_kpis(cls): excluded_names = [f for f in cls.NO_CALCULATE] # NO_CALCULATE现在存储的是字符串 for func in cls.CALCULATE: if func.__name__ not in excluded_names: func(cls) # 推荐的调用方式 class Child(Parent): # 排除Parent.func1，通过其名称 NO_CALCULATE = ["func1"] if __name__ == "__main__": print("\n--- Using __name__ for comparison ---") c = Child() c.calculate_kpis()在这个修正后的Child类中，NO_CALCULATE列表存储的是方法名字符串，calculate_kpis方法通过比较func.__name__来判断是否执行。这样可以确保即使Child类中重写了func1，只要名称相同，也会被正确排除。
方法调用的最佳实践
在原始代码中，调用方法使用了func.__get__(cls)()。虽然这种方式可行，但更简洁、更符合Python习惯的类方法调用方式是直接将类作为第一个参数传递给方法对象：func(cls)。
总结与注意事项
- Python方法是动态对象：每次通过类或实例访问方法时，都会创建一个新的方法对象。这些方法对象拥有不同的id()。
- 底层函数是唯一的：所有方法对象都共享同一个底层函数，可以通过__func__属性访问。
- 避免直接比较方法对象：由于方法对象是动态创建的，直接使用is或in操作符比较它们通常会导致错误的结果。
-
推荐的比较策略：
- 比较方法对象的__func__属性。
- 比较方法对象的__name__属性（更灵活，尤其适用于继承场景）。
- 推荐的类方法调用：直接使用func(cls)代替func.__get__(cls)()。
- 设计模式考虑：在设计需要动态排除或选择方法的系统时，优先考虑使用方法名（字符串）或__func__属性进行管理和比较，以提高代码的健壮性和可维护性。
