Ответ.

Python поддерживает три типа методов в определениях класса: методы экземпляра, методы класса и статические методы. Они различаются по способу вызова и доступу к данным класса и экземпляра.

История:

Изначально методы класса (те, что с "self") были единственным типом поведения, подразумевалось, что методы всегда вызывают поведение или изменяют/читают данные конкретного объекта. Позже в Python появились методы класса (с "cls"), дающие поведение для класса в целом (например, альтернативные конструкторы), и статические методы, похожие на обычные функции, но связанные с классом.

Проблема:

Иногда требуется общий функционал для всех экземпляров (статические методы). Иногда — операция должна быть доступна "для класса целиком" (например, создание инстанса). При этом, если неправильно определить тип метода — можно получить баги (например, случайно попытаться изменить класс через метод экземпляра, или наоборот).

Решение:

Методы экземпляра (обычные методы, параметр self): Доступ к данным и поведению конкретного объекта.
Методы класса (с декоратором @classmethod, параметр cls): Доступ к состоянию класса, но не к состоянию объекта. Используются для создания альтернативных конструкторов и для операций, которые должны затрагивать класс, а не экземпляр.
Статические методы (с декоратором @staticmethod): Не имеют доступа ни к self, ни к cls; обычные функции, размещённые в пространстве имён класса.

Пример кода:

class MyClass:
    def instance_method(self):
        return f"Экземпляр: {self}"

    @classmethod
    def class_method(cls):
        return f"Класс: {cls}"

    @staticmethod
    def static_method():
        return "Это статический метод"

obj = MyClass()
print(obj.instance_method())  # Экземпляр: <MyClass object...>
print(MyClass.class_method()) # Класс: <class 'MyClass'>
print(MyClass.static_method())# Это статический метод

Ключевые особенности:

Методы экземпляра всегда первый аргумент self, могут работать с атрибутами объекта
Методы класса всегда первый аргумент cls, оперируют классом или фабрикой
Статические методы не имеют неявных первых аргументов

Вопросы с подвохом.

Можно ли вызвать метод экземпляра через класс напрямую?

Можно, но требуется явно передать объект:

MyClass.instance_method(obj)

что редко уместно.

Поведение статических методов при наследовании: они могут быть переопределены?

Да, можно объявить staticmethod в дочернем классе с тем же именем, и именно он будет вызван при обращении из наследника.

Для чего применяются методы класса если можно всегда использовать статические методы с cls как аргументом?

cls — не просто первый аргумент: в classmethod Python сам подставляет в качестве cls соответствующий класс, даже если вызов происходит из наследника. Это позволяет создавать альтернативную иерархию конструкторов без жесткой привязки к родителю.

Пример:

class Base:
    @classmethod
    def make(cls):
        return cls()
class Child(Base):
    pass
Child.make() # вернёт Child, а не Base

Типовые ошибки и анти-паттерны

Использование статических методов для операций, зависящих от внутреннего состояния объекта или класса
Неправильный порядок аргументов (отсутствует self или cls)
Смешивание логики разных типов методов в одном классе

Пример из жизни

Негативный кейс

В проекте использовались обычные методы для создания альтернативных экземпляров (например, create_from_json). Из-за этого при наследовании метод всегда возвращал объект базового класса, а не наследника.

Плюсы:

Простая реализация

Минусы:

Ограничение в поддержке наследования, жёсткая связка с родителем

Позитивный кейс

Были реализованы classmethod-фабрики, которые возвращают экземпляры текущего класса (cls()), даже если вызываются из наследника.