Python中的特殊方法以及应用详解

2023-07-16 10:49:04 63

前言

Python中的特殊方法主要是为了被解释器调用的，因此应该尽量使用len(my_object)而不是my_object.__len__()这种写法。在执行len(my_object)时，Python解释器会自行调用my_object中实现的__len__方法。

除非有大量的元编程存在，直接调用特殊方法的频率应远小于实现它们的次数。

模拟数值类型

可以通过在自定义对象中实现__add__和__mul__等特殊方法，令其支持+、*等运算符。

如下面的模拟向量的Vector类：

#vector.py
frommathimporthypot

classVector:
def__init__(self,x=0,y=0):
self.x=x
self.y=y

def__repr__(self):
returnf'Vector({self.x},{self.y})'

def__abs__(self):
returnhypot(self.x,self.y)

def__bool__(self):
returnbool(self.xorself.y)

def__add__(self,other):
returnVector(self.x+other.x,self.y+other.y)

def__mul__(self,scalar):
returnVector(self.x*scalar,self.y*scalar)

运行效果如下：

>>>fromvectorimportVector
>>>v1=Vector(2,4)
>>>v2=Vector(2,1)
>>>v1+v2
Vector(4,5)
>>>v=Vector(3,4)
>>>abs(v)
5.0
>>>v*3
Vector(9,12)

对象的字符串表示

Python有一个repr内置函数，能把一个对象用字符串的形式表示出来。实际上这种字符串表达是通过对象内部的__repr__特殊方法定义的。默认情况下，在控制台里查看某个对象时，输出的字符串一般是这种形式。

__repr__返回的字符串应该准确、无歧义，并尽可能表示出该对象是如何创建的。比如前面的Vector对象，其__repr__中定义的字符串形式类似于Vector(3,4)，和对象初始化的语法非常近似。

__repr__和__str__的区别在于，__str__是在向对象应用str()函数（或者用print函数打印某个对象）时被调用。其返回的字符串对终端用户更友好。

如果只想实现其中一个特殊方法，__repr__应该是更优的选择。在对象没有实现__str__方法的情况下，Python解释器会用__repr__代替。

#myclass.py
classMyClass:
def__repr__(self):
return'MyClass'

def__str__(self):
return'ThisisaninstanceofMyClass'

>>>frommyclassimportMyClass
>>>my=MyClass()
>>>my
MyClass
>>>print(my)
ThisisaninstanceofMyClass

自定义布尔值

Python里有bool类型，但实际上任何对象都可以用在需要bool类型的上下文（比如if或while语句）中。为了判断某个值x的真假，Python会调用bool(x)返回True或False。

默认情况下，自定义类的实例总是为真。除非这个类对于__bool__或__len__方法有自己的实现。
bool(x)实际上调用了对象x中的__bool__方法。如不存在__bool__方法，则bool(x)会尝试调用x.__len__()，返回0则为False，否则为True。

#boolclass.py
classBoolClass:
def__init__(self):
self.list=[]

defadd(self,item):
self.list.append(item)

def__len__(self):
returnlen(self.list)

>>>fromboolclassimportBoolClass
>>>b=BoolClass()
>>>len(b)
0
>>>bool(b)
False
>>>b.add(1)
>>>len(b)
1
>>>bool(b)
True

#boolclass.py
classBoolClass:
def__init__(self):
self.list=[]

defadd(self,item):
self.list.append(item)

def__len__(self):
returnlen(self.list)

def__bool__(self):
returnbool(sum(self.list))

>>>fromboolclassimportBoolClass
>>>b=BoolClass()
>>>b.add(1)
>>>len(b)
1
>>>bool(b)
True
>>>b.add(-1)
>>>len(b)
2
>>>bool(b)
False

参考资料

FluentPython

总结

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Python中的特殊方法以及应用详解

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