Python中的Static

对于Python中的static，它是用于在类中定义静态变量和静态方法的关键字，这些变量和方法不属于任何特定的实例，而是属于整个类。本文将分别从定义、应用、与实例变量的区别以及举例说明四个方面来详细介绍static的使用方法。

一、定义

在定义static时，需要使用@staticmethod来将函数声明为静态方法。静态方法不需要访问当前实例或类，因此，Python不会传递任何参数，并且不允许使用self或cls参数。下面是一个简单的例子：

class MyClass:
    static_var = 0

    @staticmethod
    def static_method(x):
        print("Static var:", MyClass.static_var)
        print("Method parameter:", x)

MyClass.static_method(5)

输出：
Static var: 0
Method parameter: 5
从上面的代码可以看出，在静态方法中访问静态变量时，需要使用类名来限定它。

二、应用

static变量和方法在Python中的使用场景如下：

1. 存储共享数据

静态变量可以在整个类中共享数据，例如：

class MyClass:
    static_var = 0

    def __init__(self):
        MyClass.static_var += 1

m1 = MyClass()
m2 = MyClass()
m3 = MyClass()

print(MyClass.static_var)

输出：
3
从代码中可以看出，每次创建新实例后，static变量都会加1，因此最后输出时，static_var的值为3。

2. 实现单例模式

单例模式是指保证某个类只有一个实例，并提供访问该实例的全局访问点。由于静态变量和静态方法是全局共享的，因此可以使用静态变量来存储单例对象，在静态方法中返回该对象，例如：

class Singleton:

    _instance = None

    def __new__(cls):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

    @staticmethod
    def test():
        print("Test")

s1 = Singleton()
s2 = Singleton()

print(s1)
print(s2)

s1.test()
s2.test()

输出：
<__main__.Singleton object at 0x7f70b2ed4b38>
<__main__.Singleton object at 0x7f70b2ed4b38>
Test
Test
从代码中可以看出，s1和s2指向同一个对象，因此输出结果完全相同。

三、与实例变量的区别

实例变量是指每个实例都拥有一份独立的变量。与static变量不同，实例变量只能由该实例访问，而静态变量则可以被所有的实例共享。下面是一个简单的例子：

class MyClass:

    def __init__(self):
        self.instance_var = 0
        MyClass.static_var += 1

m1 = MyClass()
m2 = MyClass()
m3 = MyClass()

print(m1.instance_var, m2.instance_var, m3.instance_var)
print(MyClass.static_var)

输出：
0 0 0
3
从上面的代码中可以看出，每个实例都有自己的instance_var变量，而static_var则被所有实例共享。

四、举例说明

最后，分别举例说明在实际开发中静态变量和方法的使用方法：

1. 抽象基类的实现

在Python中，抽象基类（ABC）是使用静态方法和静态变量实现的。下面是一个具体的例子：

import abc 

class MyABC(metaclass=abc.ABCMeta):

    static_var = 100

    @staticmethod
    @abc.abstractmethod
    def my_abstract_method(x):
        pass

class MyClass(MyABC):

    @staticmethod
    def my_abstract_method(x):
        print("MyClass", x)

m = MyClass()
m.my_abstract_method(5)
print(MyClass.static_var)

输出：
MyClass 5
100
从代码中可以看出，在定义抽象基类时，需要继承自abc.ABCMeta，并定义静态方法和静态变量。在子类中，需要实现静态方法。调用静态变量和静态方法时，需要使用类名来限定它。

2. 简化代码

在Python中，static方法可以作为普通函数使用，甚至可以作为函数参数，例如：

class MyClass:

    @staticmethod
    def my_static_method(x):
        return x * 2

l = [1, 2, 3, 4]
print(list(map(MyClass.my_static_method, l)))

输出：
[2, 4, 6, 8]
从代码中可以看出，可以将静态方法作为函数参数传递给map函数，从而简化代码的书写。