为什么实例对象和类对象之间的方法id不相同？

Question

我想知道为什么method存在两个副本，一个用于实例对象，另一个用于类对象，为什么它是这样设计的

class Bar():
    def method(self):
        pass
    @classmethod
    def clsmethod(cls):
        pass
b1 = Bar()
b2 = Bar()
print(Bar.method,id(Bar.method))
print(b1.method,id(b1.method))
print(b2.method,id(b2.method))

print(Bar.clsmethod,id(Bar.clsmethod))
print(b1.clsmethod,id(b1.clsmethod))
print(b2.clsmethod,id(b2.clsmethod))

Answer 1

此设计基于descriptors，特别是non-data descriptors。通过定义__get__方法，每个函数恰好都是非数据描述符：

>>> def foo():
...     pass
... 
>>> foo.__get__
<method-wrapper '__get__' of function object at 0x7fa75be5be50>

当代码中有一个表达式x.y时，这意味着在对象x上查找属性y。具体的规则是explained here，其中一个涉及y是存储在x类（或任何子类）上的（非）数据描述符。以下是一个例子：

>>> class Foo:
...     def test(self):
...         pass
...

这里Foo.test在类Foo上查找名称test。结果是在全局命名空间中定义的函数：

>>> Foo.test
<function Foo.test at 0x7fa75be5bf70>

但是，正如我们上面所看到的，每个函数也是一个描述符，因此如果在Foo的实例上查找test，它将调用描述符的__get__方法来计算结果：

>>> f = Foo()
>>> f.test
<bound method Foo.test of <__main__.Foo object at 0x7fa75bf56b20>>

我们可以通过手动调用Foo.test.__get__获得类似的结果：

>>> Foo.test.__get__(f, type(f))
<bound method Foo.test of <__main__.Foo object at 0x7fa75bf56b20>>

这种机制确保实例（通常通过self表示）作为第一个参数传递给实例方法。描述符返回一个绑定方法（绑定到执行查找的实例），而不是原始函数。此绑定方法在调用时将实例作为第一个参数插入。每次执行Foo.test操作时，都会返回一个新的绑定方法对象，因此它们的id不同

使用classmethod的情况与调用^{}的情况类似。唯一的区别是，对于实例object.__getattribute__被调用，而对于类type.__getattribute__优先

>>> class Bar:
...     @classmethod
...     def test(cls):
...         pass
... 
>>> Bar.test
<bound method Bar.test of <class '__main__.Bar'>>
>>> Bar.__dict__['test'].__get__(None, Bar)
<bound method Bar.test of <class '__main__.Bar'>>