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学编程这么久,还傻傻分不清什么是方法(method),什么是函数(function)?

简介: 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。
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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:

22a7a0646ba5aa8caa9a456fe5a56e1.png

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:

e10200f18fe9fc3e0ffd503cfd47713.png

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:

e444fe1b92dcdae9d1b70ecae87c431.png

41be5d4ea26f0f57778c252d7092661.png

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.FunctionTypetypes.MethodType ,它们指的就是目标类。继续点进去看源码:

# 摘自 types.py
def _f(): pass
FunctionType = type(_f)
class _C:
    def _m(self): pass
MethodType = type(_C()._m)
复制代码

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:

e1442d42763f1f53ce06b506b32507c.png

梳理它们的关系,可以得到:

1f0e869f25cd3ac3f842d179315c9d9.png

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():

2bd87cdf2953237e66d4f4abd13e1c4.png

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

1e322860ad5021fb3a9d9f1986a023f.png

f836e74bfa6fc92632ff963e01d2892.png

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:

dd859ab8b6e041cc7cc013d8d89dc76.png

(PS:关于这点,我这篇文章 曾提到过,就不再展开了。)

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

6771f06cb51d855fb25c3c996e2a71b.png

创建了类的实例后,再看看:

150cdd72d13b4fa6f878bf5f35d0734.png

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。


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