Python学习笔记(8)之魔法方法
0.
我到家了，约起来啊~
魔法方法总是被双下划线包围，例如__init__，它总是会在特定的时候被自动调用。
1.构造和析构
1.1 初始化方法 __init__()
通常把__init__()方法称为构造方法，它的作用是只要实例化里的对象，这个方法就会在对象被创建时自动调用，一般常用来初始化参数。
>>> class Fish:
def __init__(self, name):
self.name = name
def printname(self):
print(self.name)
>>> a = Fish('Goldfish')
>>> a.printname()
Goldfish
1.2 析构方法 __del__()
__del__()方法会在实例化对象被回收时被调用，一般意味着该对象不能被继续引用。因此当一个实例化对象有多个label时，只有最后一个label被回收时才会触发该函数。
>>> class C:
def __init__(self):
print('__init__方法被调用')
def __del__(self):
print('__del__方法被调用')
>>> c1 = C()
__init__方法被调用
>>> c2 = c1 #copy label
>>> del c2
>>> del c1
__del__方法被调用
2.算术运算
Python无处不对象。事实上，python中的算术运算本质上也是由魔方方法实现的。
2.1 算术运算符
以加法运算__add__(self , other)为例
>>> 2 + 2
4
>>> 'a' + 'b'
'ab'
在输入2+2时，python本质上调用了int这个类中的__add__(self , other)这一魔法方法，它有两个参数，第一个是传入的对象本身，即运算符之前对象，第二个是运算符之后的对象。我们可以通过修改这一魔法方法起到自定义运算符的效果。例如
>>> class Re_int(int):
def __add__(self , other):
return str.__add__(str(self),str(other))
>>> a = Re_int(2) #实例化对象
>>> b = Re_int(3)
>>> a + b
'23'
>>> a - b
-1
这样，便把整数的加法变成了字符串的加法，而没有修改过的减法还是整数的减法。
如果我们按下面的写法修改这以魔法方法
>>> class Re_int(int):
def __add__(self , other):
return self + other
>>> a = Re_int(2)
>>> b = Re_int(3)
>>> a+b
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#38>", line 1, in <module>
a+b
File "<pyshell#35>", line 3, in __add__
return self + other
File "<pyshell#35>", line 3, in __add__
return self + other
File "<pyshell#35>", line 3, in __add__
return self + other
[Previous line repeated 328 more times]
RecursionError: maximum recursion depth exceeded while calling a Python object
Python会提示达到最大迭代深度。这就表明了每当出现运算符时python其实是在对应的类里寻找相应的魔法方法。
其他运算符
| __add__(self, other) | 定义加法的行为：+ |
|---|---|
| __sub__(self, other) | 定义减法的行为：- |
| __mul__(self, other) | 定义乘法的行为：* |
| __truediv__(self, other) | 定义真除法的行为：/ |
| __floordiv__(self, other) | 定义整数除法的行为：// |
| __mod__(self, other) | 定义取模算法的行为：% |
| __divmod__(self, other) | 定义当被 divmod() 调用时的行为 |
| __pow__(self, other[, modulo]) | 定义当被 power() 调用或 ** 运算时的行为 |
| __lshift__(self, other) | 定义按位左移位的行为：<< |
| __rshift__(self, other) | 定义按位右移位的行为：>> |
| __and__(self, other) | 定义按位与操作的行为：& |
| __xor__(self, other) | 定义按位异或操作的行为：^ |
| __or__(self, other) | 定义按位或操作的行为：| |
2.2 反运算
在上述运算符前加r就变成了反运算，例如__radd__（）。如果运算符调用它前面的对象的运算符失败或无效的话，会自动调用后面对象的反运算符。例如
>>> class Re_str(str):
def __radd__(self,other):
return str.__add__(self,str(other))
>>> a = int(1)
>>> b = Re_str(2)
>>> a + b
'21'
2.3 增量赋值
在上述运算符前加i就变成了增量赋值，例如__iadd__()会在出现+=时被触发。
2.4 一元操作符
python支持修改的一元操作符有以下几个
| __pos__(self) | 定义正号的行为：+x |
|---|---|
| __neg__(self) | 定义负号的行为：-x |
| __abs__(self) | 定义当被 abs() 调用时的行为 |
| __invert__(self) | 定义按位求反的行为：~x |
3. 属性访问
关于属性的魔法方法有以下几种，它们在出现属性的创建、删除时会被自动调用。
| __getattr__(self, name) | 定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为 |
|---|---|
| __getattribute__(self, name) | 定义当该类的属性被访问时的行为 |
| __setattr__(self, name, value) | 定义当一个属性被设置时的行为 |
| __delattr__(self, name) | 定义当一个属性被删除时的行为 |
| __dir__(self) | 定义当 dir() 被调用时的行为 |
>>> class C:
def __getattribute__(self,name):
print('__getattribute__被调用')
return super().__getattribute__(name)
def __getattr__(self,name):
print('__getattr__被调用')
def __delattr__(self,name):
print('__delattr__被调用')
>>> c = C()
>>> c.x
__getattribute__被调用
__getattr__被调用
描述符
描述符就是将某种特殊类型的类的实例指派给另一个类的属性。这种特殊类型的类至少包含以下三种方法之一：__get__、__set__和__delete__，分别用来获取、设置和删除属性。
| __get__(self, instance, owner) | 定义当描述符的值被取得时的行为 |
|---|---|
| __set__(self, instance, value) | 定义当描述符的值被改变时的行为 |
| __delete__(self, instance) | 定义当描述符的值被删除时的行为 |
最经典的property()就是描述符方法。下面按照描述符的格式重写以下property。
class New_property:
def __init__(self,fget=None,fset=None,fdel=None):
self.fget = fget
self.fset = fset
self.fdel = fdel
def __get__(self,instance,owner):
return self.fget(instance)
def __set__(self,instance,value):
self.fset(instance,value)
def __delete__(self,insatance):
self.fdel(instance)
class C:
def get_value(self):
return self.value
def set_value(self,value):
self.value = value
def del_value(self):
del self.value
x = New_property(get_value, set_value, del_value)
y = property(get_value, set_value, del_value)
============= RESTART: E:/Academics/python/codes/New_Property.py =============
>>> c = C()
>>> c.x = 1
>>> c.x
1
>>> c.value
1
>>> c.y = 2
>>> c.value
2
可见New_property实现了与property相同的功能。
4.容器
常见的容器如列表、元组、字典等都有一些内置的魔法方法，用于获取、修改元素等。同样我们可以利用这些魔法方法来创建一个容器。
| __len__(self) | 定义当被 len() 调用时的行为（返回容器中元素的个数） |
|---|---|
| __getitem__(self, key) | 定义获取容器中指定元素的行为，相当于 self[key] |
| __setitem__(self, key, value) | 定义设置容器中指定元素的行为，相当于 self[key] = value |
| __delitem__(self, key) | 定义删除容器中指定元素的行为，相当于 del self[key] |
| __iter__(self) | 定义当迭代容器中的元素的行为 |
| __reversed__(self) | 定义当被 reversed() 调用时的行为 |
| __contains__(self, item) | 定义当使用成员测试运算符（in 或 not in）时的行为 |
其中不可变的容器只需定义__len__与__getitem__，可变容器还应定义__setitem__与__delitem__。一个简单的例子：
>>> class Custom_list:
def __init__(self,*args):
self.values = [x for x in args]
def __len__(self):
return len(self.values) + 100 #返回值必须为整数类型
def __getitem__(self,index):
print('第 %d 个元素为 %s ' % (index,self.values[index]))
>>> a = Custom_list(1,3,5,'xixi')
>>> len(a)
104
>>> a[2]
第 2 个元素为 5
往期回顾
Python学习笔记(0)之Hello,python!
Python学习笔记(1)之列表list
Python学习笔记(2)之元组、字典&集合
Python学习笔记(3)之字符串string
Python学习笔记(4)之函数（一）
Python学习笔记(5)之函数（二）
Python学习笔记(6)之文件document
Python学习笔记(7)之类与对象
