Risposta.

In Python ci sono tre tipi principali di metodi: metodi di istanza, metodi di classe e metodi statici. Storicamente, Python supportava solo metodi di istanza (con il primo parametro self). Col tempo, c'è stata la necessità di tipologie aggiuntive di metodi: accessibili tramite la classe senza legame a un oggetto e con accesso alla classe stessa.

Problema: spesso è necessario creare metodi che non dipendono dallo stato dell'istanza di un oggetto (ad esempio, metodi fabbrica) o che non necessitano di un contesto di classe, ma che logicamente appartengono alla struttura della classe.

Soluzione: vengono utilizzati i decoratori @classmethod e @staticmethod.

Il metodo di istanza (self) opera su un oggetto specifico, può leggere e modificare il suo stato.
Il metodo di classe (cls) riceve come primo argomento la classe stessa (e non l'istanza), utile per fabbriche, funzioni ausiliarie.
Il metodo statico non riceve né self né cls, è semplicemente una funzione all'interno della classe, che è comodo raggruppare logicamente in questo modo.

Esempio di codice:

class Example:
    def instance_method(self):
        return f'istanza: {self}'

    @classmethod
    def class_method(cls):
        return f'classe: {cls}'

    @staticmethod
    def static_method():
        return 'statico'

Caratteristiche chiave:

I metodi di istanza lavorano sempre con self (istanza della classe).
I metodi di classe sono necessari per lavorare con la classe senza creare un'istanza.
I metodi statici sono utili per funzioni "ausiliarie" della classe che non necessitano di un contesto di classe o oggetto.

Domande trabocchetto.

Un metodo statico può accedere agli attributi della classe e dell'istanza?

No, il metodo statico non riceve un riferimento né alla classe né all'oggetto.

class A:
    x = 10
    @staticmethod
    def f():
        # print(self.x)  # Errore
        pass

I metodi di classe possono essere sovrascritti nei discendenti?

Sì, chiamando classmethod tramite un discendente, il primo argomento sarà sempre la classe effettiva, non quella base.

class Base:
    @classmethod
    def name(cls):
        return cls.__name__

class Child(Base):
    pass

Child.name()  # "Child"

Perché non si può usare self per i metodi di classe?

Perché il metodo di classe non è legato a un oggetto specifico, ma alla classe nel suo complesso; self non è disponibile senza creare un'istanza.

Errori tipici e anti-pattern

Confondono staticmethod e classmethod.
Cercano di accedere a self da classmethod (o viceversa).
Usano staticmethod dove è necessario l'accesso alla classe.

Esempio dalla vita reale

Caso negativo

Un metodo fabbrica è stato definito come staticmethod, ma al suo interno cerca di creare un'istanza della classe tramite self, il che porta a errori o duplicazione del codice.

Pro:

Sembrava più semplice dichiarare un metodo statico.

Contro:

Non è possibile creare correttamente istanze di classi derivate — restituisce sempre quello base.

Caso positivo

La fabbrica è dichiarata tramite classmethod, all'interno si utilizza la classe effettiva (cls) per creare un'istanza. I discendenti vengono creati correttamente tramite questa fabbrica.