21.4    Klassenattribute und Klassenmethoden sowie statische Methoden 

Die Methoden und Attribute, die wir bisher für unsere Klassen definiert haben, haben sich immer auf konkrete Instanzen bezogen. Insbesondere besitzt jede Instanz der Klasse Konto (siehe Abschnitt 21.1.2) ihre eigenen Werte für ihre Attribute Inhaber, Kontonummer, Kontostand, MaxTagesumsatz und UmsatzHeute, und die Methoden geldtransfer, einzahlen, auszahlen und zeige können nur sinnvoll in Zusammenhang mit einer bereits bestehenden Instanz der Klasse Konto gerufen werden.

Solche Methoden und Attribute, die sich immer auf konkrete Instanzen beziehen, werden als nicht-statisch bezeichnet. Dem stehen die statischen Methoden und Attribute gegenüber, die sich alle Instanzen einer Klasse teilen.

 

21.4.1    Statische Methoden 

Zur Definition einer statischen Methode dient die Built-in Function staticmethod. Im folgenden Beispiel wird eine Klasse A definiert, die eine statische Methode m besitzt.

>>> def m():
...     print("Hallo statische Methode!")
>>> class A:
...     m = staticmethod(m)
>>> A.m()
Hallo statische Methode!

Eine statische Methode wird zunächst wie eine normale Funktion definiert und erst durch die Funktion staticmethod als statische Methode an eine Klasse gebunden.

Da eine statische Methode sich nicht auf eine Instanz der Klasse bezieht, benötigt sie keinen self-Parameter. Außerdem kann sie direkt von der Klasse aus gerufen werden, ohne dass zuvor eine Instanz erzeugt werden muss.

In Python werden statische Methoden häufig dazu genutzt, alternative Konstruktoren anzubieten. Beispielsweise können wir unsere Klasse Konto um eine statische Methode erweitern, die ein Juniorkonto erzeugt. Dabei zeichnet sich ein Juniorkonto durch ein voreingestelltes niedriges Tageslimit aus.

def Juniorkonto(inhaber, kontonummer, kontostand):
    return Konto(inhaber, kontonummer, kontostand, 20)
class Konto:
    # Hier gehoeren die restlichen Methoden hin
    Juniorkonto = staticmethod(Juniorkonto)
J = Konto.Juniorkonto("Emil Peters", 436574, 67)
J.zeige()

Die Ausgabe dieses Programms sieht folgendermaßen aus:

Konto von Emil Peters
Aktueller Kontostand: 67.00 Euro
(Heute schon 0.00 von 20 Euro umgesetzt)

Die Methode Juniorkonto erzeugt also ihrerseits eine neue Instanz der Klasse Konto, wobei für das Tageslimit der feste Wert 20 übergeben wird.

Einen solchen alternativen Konstruktor bezeichnet man auch als Factory-Function.

 

21.4.2    Klassenmethoden 

Neben den statischen Methoden, die losgelöst von einer Klasse existieren können, gibt es noch eine andere Art von Methoden, die sich nicht auf eine Instanz einer Klasse beziehen. Diese sogenannten Klassenmethoden erwarten als ersten Parameter eine Referenz auf die Klasse, für die sie aufgerufen werden. Um eine Klassenmethode zu definieren, verwenden Sie die Built-in Function classmethod.

Im folgenden Beispiel werden drei Klassen A, B und C definiert, wobei C und B jeweils von A erben. Die Klasse A besitzt eine Klassenmethode m, die ausgibt, von welchem Typ die Instanz ist, mit der die Methode aufgerufen wurde.

class A:
    def m(cls):
        print("Ich bin", cls)       
    m = classmethod(m)
class B(A):
    pass
class C(A):
    pass
A.m()
a = A()
b = B()
c = C()
a.m()
b.m()
c.m()

Die Ausgabe des Programms sieht folgendermaßen aus:

Ich bin <class '__main__.A'>
Ich bin <class '__main__.A'>
Ich bin <class '__main__.B'>
Ich bin <class '__main__.C'>

Mit A.m() rufen wir die Klassenmethode m von A auf, ohne uns dabei auf eine Instanz der Klasse zu beziehen. Wie die erste Zeile der Ausgabe uns zeigt, wurde für den ersten Parameter cls von m die Klasse A selbst übergeben.

Anschließend erzeugen wir Instanzen der Klassen A, B und C und rufen die Methode m für diese neuen Instanzen auf. Auch hier würde für den Parameter cls jeweils die Klasse der Instanz, mit der sie aufgerufen wurde, übergeben. Bei einer gewöhnlichen Methode wäre eine Referenz auf die Instanz selbst als erster Parameter übergeben worden.

Klassenmethoden sind ein sehr spezielles Konzept, das hauptsächlich in Zusammenhang mit Metaklassen[ 91 ](Eine Metaklasse ist eine Klasse, deren Instanz selbst wieder eine Klasse ist. ) verwendet wird. Da wir in diesem Buch keine Metaklassen behandeln, verweisen wir Sie auf die Python-Dokumentation.

 

21.4.3    Klassenattribute 

Neben den Klassenmethoden gibt es auch Attribute, die sich nicht auf Instanzen der Klasse, sondern auf die Klasse selbst beziehen. Auf diese Attribute kann sowohl über die Klasse selbst als auch über ihre Instanzen zugegriffen werden.

Das folgende Beispiel definiert eine Klasse D mit einem Klassenattribut X.

class D:
    X = 10    
print(D.X)
d = D()
print(d.X)

Ein Klassenattribut kann also direkt durch eine Zuweisung innerhalb des Körpers der class-Anweisung erzeugt werden. Das Beispiel produziert die folgende Ausgabe:

10
10

Man kann also wieder sowohl direkt über die Klasse als auch über Instanzen der Klasse auf Klassenattribute zugreifen.