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你真的能分清方法(method)和函数的定义?

在编程语言中有两个很基础的概念,即方法(method)和函数(function)。如果达到了编程初级/入门级水平,那么你肯定在心中已有了初步的答案。

除去入参、返回值、匿名函数之类的正确的形式内容之外,你也许会说“函数就是定义在类外面的,而方法就是定义在类里面的,跟类绑定的”。

这种说法有没有问题呢?当然有!不然我就不会专门写这篇文章了,本文主要会来厘清这个问题。

在标准库inspect中,它提供了两个自省的函数,即 ismethod 和 isfunction,可以用来判断什么是方法,什么是函数。

因此,本文想要先来研究一下这两个函数,看看 Python 在处理方法/函数的概念时,是怎么做的?

关于它们的用法,先看一个最简单的例子:

运行的结果分别是“True”和“False”,表明我们所定义的 test 是一个函数,而不是一个方法。

这两个函数也可以用来检测自身,不难验证出它们都是一种函数:

那么,接下来的问题是:inspect 库的两个函数是什么工作原理呢?

先来看看 inspect 中的实现代码:

在源码中,我们看到了 isinstance 函数,它主要用于判断一个对象(object)是否是某个类(class)的实例(instance)。

我们还看到了types.FunctionType 及types.MethodType ,它们指的就是目标类。继续点进去看源码:

# 摘自 types.pydef _f: passFunctionType = type(_f)
class _C: def _m(self): passMethodType = type(_C._m)

这里只是定义了两个空的 _f 和 _m,然后就使用了内置的 type 函数。所以,我们完全可以把它们摘出来,看看庐山真面目:

梳理它们的关系,可以得到:

经过简化处理后,我们发现最关键的是两个问题:type 函数如何判断出一个对象是 function 或 method 类?instance 函数如何判断出一个对象是某个类的实例?

这两个内置函数都是用 C 语言实现的,这里我就不打算继续深究了……

但是,让我们再回头看看 inspect 中的注释,就会注意到一些端倪:

  • isfunction 判断出的是用户定义的函数(user-defined function), 它拥有__doc__、__name__ 等等属性

  • ismethod 判断出的是实例方法(instance method),它拥有函数的一些属性,最特别的是还有一个 __self__ 属性

还是注释更管用啊,由此我们能得到如下的推论:

1)非用户定义的函数,即内置函数,在 isfunction 眼里并不是“函数”(FunctionType)!

下面验证一下 len、dir 和 range:

事实上,它们有专属的类别(BuiltinFunctionType、BuiltinMethodType):

特别需要注意的是,内置函数都是
builtin_function_or_method 类型,但是 range、type、list 等看起来像是函数的,其实不然:

2)一个类的静态方法,在 ismethod 眼里并不是方法(MethodType)!

创建了类的实例后,再看看:

可以看出,除了 classmethod 之外,只有类实例的实例方法,才会被 ismethod 判定为真!而静态方法,不管绑定在类还是实例上,都不算是“方法”!

有没有觉得很不可思议(或者有点理不清了)?

好了,回到本文开头的问题,我们最后来小结一下吧。

若以 inspect 库的两个函数为判断依据,则 Python 中的“方法与函数”具有一定的狭义性。在判断什么是函数时,它们并不把内置函数计算在内。同时,在判断什么是方法时,并非定义在类内部的都算,而是只有类方法及绑定了实例的实例方法才算是“方法”。

也许你会说,inspect 的两个判断函数并不足信,内置函数也应该算是“函数”,类里面的所有方法都应该算是“方法”。

我承认这种说法在广义上是可接受的,毕竟我们一直叫的就是“XX函数”、“XX方法”嘛。

但是,理论和广义概念只是方便人们的沟通理解,而代码实现才是本质的区别。也就是说,Python 在实际区别“方法与函数”时,并不是文中开头的简单说法,还有更多的细节值得关注。