十四、類變數和實列變數(python)

無論是類屬性還是類方法，都無法像普通變數或者函式那樣，在類的外部直接使用它們。我們可以將類看做一個獨立的空間，則類屬性其實就是在類體中定義的變數，類方法是在類體中定義的函式。

前面章節提到過，在類體中，根據變數定義的位置不同，以及定義的方式不同，類屬性又可細分為以下 3 種型別：

1. 類體中、所有函式之外：此範圍定義的變數，稱為類屬性或類變數；
2. 類體中，所有函式內部：以“self.變數名”的方式定義的變數，稱為例項屬性或例項變數；
3. 類體中，所有函式內部：以“變數名=變數值”的方式定義的變數，稱為區域性變數。

不僅如此，類方法也可細分為例項方法、靜態方法和類方法，後續章節會做詳細介紹。

那麼，類變數、例項變數以及區域性變數之間有哪些不同呢？接下來就圍繞此問題做詳細地講解。

類變數（類屬性）

類變數指的是在類中，但在各個類方法外定義的變數。舉個例子：

class CLanguage :
    # 下面定義了2個類變數
    name = "C語言中文網"
    add = "http://c.biancheng.net"
    # 下面定義了一個say例項方法
    def say(self, content):
        print(content)

上面程式中，name 和 add 就屬於類變數。

類變數的特點是，所有類的例項化物件都同時共享類變數，也就是說，類變數在所有例項化物件中是作為公用資源存在的。類方法的呼叫方式有 2 種，既可以使用類名直接呼叫，也可以使用類的例項化物件呼叫。

比如，在 CLanguage 類的外部，新增如下程式碼：

#使用類名直接呼叫
print(CLanguage.name)
print(CLanguage.add)
#修改類變數的值
CLanguage.name = "Python教程"
CLanguage.add = "http://c.biancheng.net/python"
print(CLanguage.name)
print(CLanguage.add)

程式執行結果為：

C語言中文網
http://c.biancheng.net
Python教程
http://c.biancheng.net/python

可以看到，通過類名不僅可以呼叫類變數，也可以修改它的值。

當然，也可以使用類物件來呼叫所屬類中的類變數（此方式不推薦使用，原因後續會講）。例如，在 CLanguage 類的外部，新增如下程式碼：

clang = CLanguage()
print(clang.name)
print(clang.add)

執行程式，結果為：

C語言中文網
http://c.biancheng.net

注意，因為類變數為所有例項化物件共有，通過類名修改類變數的值，會影響所有的例項化物件。例如，在 CLanguage 類體外部，新增如下程式碼：

print("修改前，各類物件中類變數的值：")
clang1 = CLanguage()
print(clang1.name)
print(clang1.add)
clang2 = CLanguage()
print(clang2.name)
print(clang2.add)
print("修改後，各類物件中類變數的值：")
CLanguage.name = "Python教程"
CLanguage.add = "http://c.biancheng.net/python"
print(clang1.name)
print(clang1.add)
print(clang2.name)
print(clang2.add)

程式執行結果為：

修改前，各類物件中類變數的值：
C語言中文網
http://c.biancheng.net
C語言中文網
http://c.biancheng.net
修改後，各類物件中類變數的值：
Python教程
http://c.biancheng.net/python
Python教程
http://c.biancheng.net/python

顯然，通過類名修改類變數，會作用到所有的例項化物件（例如這裡的 clang1 和 clang2）。

注意，通過類物件是無法修改類變數的。通過類物件對類變數賦值，其本質將不再是修改類變數的值，而是在給該物件定義新的例項變數（在講例項變數時會進行詳細介紹）。

值得一提的是，除了可以通過類名訪問類變數之外，還可以動態地為類和物件新增類變數。例如，在 CLanguage 類的基礎上，新增以下程式碼：

clang = CLanguage()
CLanguage.catalog = 13
print(clang.catalog)

執行結果為：

13

例項變數（例項屬性）

例項變數指的是在任意類方法內部，以“self.變數名”的方式定義的變數，其特點是隻作用於呼叫方法的物件。另外，例項變數只能通過物件名訪問，無法通過類名訪問。

舉個例子：

class CLanguage :
    def __init__(self):
        self.name = "C語言中文網"
        self.add = "http://c.biancheng.net"
    # 下面定義了一個say例項方法
    def say(self):
        self.catalog = 13

此 CLanguage 類中，name、add 以及 catalog 都是例項變數。其中，由於 init() 函式在建立類物件時會自動呼叫，而 say() 方法需要類物件手動呼叫。因此，CLanguage 類的類物件都會包含 name 和 add 例項變數，而只有呼叫了 say() 方法的類物件，才包含 catalog 例項變數。

例如，在上面程式碼的基礎上，新增如下語句：

clang = CLanguage()
print(clang.name)
print(clang.add)
#由於 clang 物件未呼叫 say() 方法，因此其沒有 catalog 變數，下面這行程式碼會報錯
#print(clang.catalog)
clang2 = CLanguage()
print(clang2.name)
print(clang2.add)
#只有呼叫 say()，才會擁有 catalog 例項變數
clang2.say()
print(clang2.catalog)

執行結果為：

C語言中文網
http://c.biancheng.net
C語言中文網
http://c.biancheng.net
13

前面講過，通過類物件可以訪問類變數，但無法修改類變數的值。這是因為，通過類物件修改類變數的值，不是在給“類變數賦值”，而是定義新的例項變數。例如，在 CLanguage 類體外，新增如下程式：

clang = CLanguage()
#clang訪問類變數
print(clang.name)
print(clang.add)
clang.name = "Python教程"
clang.add = "http://c.biancheng.net/python"
#clang例項變數的值
print(clang.name)
print(clang.add)
#類變數的值
print(CLanguage.name)
print(CLanguage.add)

程式執行結果為：

C語言中文網
http://c.biancheng.net
Python教程
http://c.biancheng.net/python
C語言中文網
http://c.biancheng.net

顯然，通過類物件是無法修改類變數的值的，本質其實是給 clang 物件新新增 name 和 add 這 2 個例項變數。

類中，例項變數和類變數可以同名，但這種情況下使用類物件將無法呼叫類變數，它會首選例項變數，這也是不推薦“類變數使用物件名呼叫”的原因。

另外，和類變數不同，通過某個物件修改例項變數的值，不會影響類的其它例項化物件，更不會影響同名的類變數。例如：

class CLanguage :
    name = "xxx"  #類變數
    add = "http://"  #類變數
    def __init__(self):
        self.name = "C語言中文網"   #例項變數
        self.add = "http://c.biancheng.net"   #例項變數
    # 下面定義了一個say例項方法
    def say(self):
        self.catalog = 13  #例項變數
clang = CLanguage()
#修改 clang 物件的例項變數
clang.name = "python教程"
clang.add = "http://c.biancheng.net/python"
print(clang.name)
print(clang.add)
clang2 = CLanguage()
print(clang2.name)
print(clang2.add)
#輸出類變數的值
print(CLanguage.name)
print(CLanguage.add)

程式執行結果為：

python教程
http://c.biancheng.net/python
C語言中文網
http://c.biancheng.net
xxx
http://

不僅如此，Python 只支援為特定的物件新增例項變數。例如，在之前程式碼的基礎上，為 clang 物件新增 money 例項變數，實現程式碼為：

clang.money = 30
print(clang.money)

區域性變數

除了例項變數，類方法中還可以定義區域性變數。和前者不同，區域性變數直接以“變數名=值”的方式進行定義，例如：

class CLanguage :
    # 下面定義了一個say例項方法
    def count(self,money):
        sale = 0.8*money
        print("優惠後的價格為：",sale)
clang = CLanguage()
clang.count(100)

通常情況下，定義區域性變數是為了所在類方法功能的實現。需要注意的一點是，區域性變數只能用於所在函式中，函式執行完成後，區域性變數也會被銷燬。