【Pythonお悩み解決】classのclsとselfは何が違うのでしょうか？

こんにちは、PyQサポートです。
今回は、クラスで利用される引数clsとselfの違いについて紹介します。

質問クラスのメソッドの引数に指定されているclsとselfの違いを教えてください。
- 実際の実装
回答 selfはインスタンスメソッド、clsはクラスメソッドという違いがあります
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質問クラスのメソッドの引数に指定されているclsとselfの違いを教えてください。

クラスのメソッドの引数に指定されている cls は self と何が違うのでしょうか？
データ属性クラスの第一引数がselfで、クラスメソッドの第一引数がclsでしょうか？

実際の実装

class TaxCalc:
    @classmethod
    def class_method(cls, price):
        assert cls.__name__ == TaxCalc.__name__
        return int(price * 0.08)

    @staticmethod
    def static_method(price):
        return int(price * 0.08)

回答 selfはインスタンスメソッド、clsはクラスメソッドという違いがあります

selfとclsの違いについて、サンプルを通して説明します。

selfとは

クラスに作成する通常のメソッドは、インスタンスメソッドとも呼ばれます。
インスタンスメソッドの第1引数はselfです（実際は任意ですが、慣習としてselfとします）。
selfはそのクラスの現在のインスタンスを表します。
selfを介して、そのインスタンスの変数やメソッドにアクセスできます。
selfはメソッド実行時に自動的に渡される引数です。

clsとは

@classmethodデコレータつけてメソッドを作成すると、クラスメソッドとなります。
クラスメソッドの第1引数はclsです（実際は任意ですが、慣習としてclsとします）。
clsはそのクラス自身を表します。
clsを介して、そのクラスのクラス変数やクラスメソッドにアクセスできます。
clsはクラスメソッド実行時に自動的に渡される引数です。

サンプル

クラスとインスタンスの関係は、型（クラス）と実体（実体）です。
たとえると「たい焼きの型」（型）と「たい焼き」（実体）のようなものです。
クラスが「たい焼きの型」（cls）で、インスタンスが「たい焼き」（self）にあたります。

下記のサンプルを考えてみましょう。

class Taiyaki:
    maker = "鈴木屋"

    def __init__(self, content):
        self.content = content

    def say_azi(self):
        print(f"中身は{self.content}です")

    @classmethod
    def say_maker(cls):
        print(f"{cls.maker}のたい焼きです")

    @classmethod
    @staticmethod
    def describe():
        print("これはたい焼き用のクラスです")

このTaiyakiクラスを使って粒あんとカスタードクリームのたい焼きを作ってみます。

>>> t_ann = Taiyaki("粒あん")
>>> t_custard = Taiyaki("カスタードクリーム")

say_azi()は通常のメソッド（インスタンスメソッド）で、selfはそれぞれのインスタンス（たい焼き）です。
そのため、self.contentにはそれぞれのインスタンスの値が設定されています。

>>> t_ann.say_azi()
中身は粒あんです
>>> t_custard.say_azi()
中身はカスタードクリームです

say_maker()はクラスメソッドで、clsはクラスそのもの（Taiyakiクラス自身）です。
そのため、t_annであってもt_custardであっても、cls.makerには同じ値が設定されています。

>>> t_ann.say_maker()
鈴木屋のたい焼きです
>>> t_custard.say_maker()
鈴木屋のたい焼きです

さらに、クラスメソッドはクラス自身にひも付くので、インスタンスを作らずにTaiyakiクラスから直接実行することもできます。

>>> Taiyaki.say_maker()
鈴木屋のたい焼きです

ちなみに、say_azi()メソッドはTaiyakiクラスのインスタンスにひも付くので、Taiyakiクラスから直接実行することはできません。

>>> Taiyaki.say_azi()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: say_azi() missing 1 required positional argument: 'self'