本篇文章给大家带来了关于Python的相关知识,Python中有一些特殊方法的方法名都是以双下划线开始和结束,所以又被称为双下方法,下面一起来看一下,希望对大家有帮助。
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大家在写 Python 代码的时候有没有这样的疑问。
为什么数学中的+
号,在字符串运算中却变成拼接功能,如'ab' + 'cd'
结果为abcd
;而*
号变成了重复功能,如'ab' * 2
结果为abab
。
为什么某些对象print
能输出数据,而print
自定义的类对象却输出一堆看不懂的代码<__main__.MyCls object at 0x105732250>
。
不是因为系统做了特殊定制,而是 Python 中有一类特殊的方法,在某些特定的场合会自动调用。如,在字符串类str
中定义了__add__
方法后,当代码遇到字符串相加'ab' + 'cd'
时,就会自动调用__add__
方法完成字符串拼接。
因为这类特殊方法的方法名都是以双下划线开始和结束,所以又被称为双下方法。
Python 中的双下方法很多,今天我们对它做个详解。
Python中的双下方法
__init__
的方法是很多人接触的第一个双下方法
。
class A: def __init__(self, a): self.a = a
当调用A()
实例化对象的时候,__init__
方法会被自动调用,完成对象的初始化。
在类中定义运算符相关的双下方法
,可以直接在类对象上做加减乘除、比较等操作。
这里,定义一个尺子类Rule
,它包含一个属性r_len
代表尺子的长度。
class Rule: def __init__(self, r_len): self.r_len = r_len
如果想按照尺子的长度对不同的尺子做比较,需要在Rule
类中定义比较运算符。
class Rule: def __init__(self, r_len): self.r_len = r_len # < 运算符 def __lt__(self, other): return self.r_len < other.r_len # <= 运算符 def __le__(self, other): return self.r_len <= other.r_len # > 运算符 def __gt__(self, other): return self.r_len > other.r_len # >= 运算符 def __ge__(self, other): return self.r_len >= other.r_len
这里定义了<
、<=
、>
和>=
四个比较运算符,这样就可以用下面的代码比较Rule
对象了。
rule1 = Rule(10) rule2 = Rule(5) print(rule1 > rule2) # True print(rule1 >= rule2) # True print(rule1 < rule2) # False print(rule1 <= rule2) # False
当用>
比较rule1
和rule2
的时候,rule1
对象会自动调用__gt__
方法,并将rule2
对象传给other
参数,完成比较。
下面是比较运算符的双下方法
比较运算符双下方法
可以支持类对象加减乘除。
def __add__(self, other): return Rule(self.r_len + other.r_len)
这里定义了__add__
方法,对应的是+
运算符,他会把两个尺子的长度相加,并生成新的尺子。
rule1 = Rule(10) rule2 = Rule(5) rule3 = rule1 + rule2
下面是算术运算符的双下方法
它支持其他类型的变量与Rule
类相加。以__radd__
方法为例
def __radd__(self, other): return self.r_len + other
rule1 = Rule(10) rule2 = 10 + rule1
程序执行10 + rule1
时,会尝试调用int
类的__add__
但int
类类没有定义与Rule
类对象相加的方法,所以程序会调用+
号右边对象rule1
的__radd__
方法,并把10
传给other
参数。
所以这种运算符又叫右加运算符。它所支持的运算符与上面的算术运算符一样,方法名前加r
即可。
增量赋值运算符是+=
、-=
、*=
、/=
等。
def __iadd__(self, other): self.r_len += other return self
rule1 = Rule(10) rule1 += 5
除了__pmod__
方法,其他的跟算数运算符一样,方面名前都加i。
这部分支持按二进制进行取反、移位和与或非等运算。由于Rule
类不涉及位运算,所以我们换一个例子。
定义二进制字符串的类BinStr
,包含bin_str
属性,表示二进制字符串。
class BinStr: def __init__(self, bin_str): self.bin_str = bin_str
x = BinStr('1010') #创建二进制字符串对象 print(x.bin_str) # 1010
给BinStr
定义一个取反运算符~
# ~ 运算符 def __invert__(self): inverted_bin_str = ''.join(['1' if i == '0' else '0' for i in self.bin_str]) return BinStr(inverted_bin_str)
__invert__
方法中,遍历bin_str
字符串,将每位取反,并返回一个新的BinStr
类对象。
x = BinStr('1011') invert_x = ~x print(invert_x.bin_str) # 0100
下面是位运算符的双下方法
这部分也支持反向位运算符和增量赋值位运算符,规则跟算数运算符一样,这里就不再赘述。
这部分涉及两个双下方法__repr__
和__format__
,在某些特殊场景,如print
,会自动调用,将对象转成字符串。
还是以BinStr
为例,先写__repr__
方法。
def __repr__(self): decimal = int('0b'+self.bin_str, 2) return f'二进制字符串:{self.bin_str},对应的十进制数字:{decimal}'
x = BinStr('1011') print(x) # 输出:二进制字符串:1011,对应的十进制数字:11
当程序执行print(x)
时,会自动调用__repr__
方法,获取对象x
对应的字符串。
再写__format__
方法,它也是将对象格式化为字符串。
def __format__(self, format_spec): return format_spec % self.bin_str
print('{0:二进制字符串:%s}'.format(x)) # 输出:二进制字符串:1011
当.format
方法的前面字符串里包含0:
时,就会自动调用__format__
方法,并将字符串传给format_spec
参数。
调用int(obj)
、float(obj)
等方法,可以将对象转成相对应数据类型的数据。
def __int__(self): return int('0b'+self.bin_str, 2)
x = BinStr('1011') print(int(x))
当调用int(x)
时,会自动调用__int__
方法,将二进制字符串转成十进制数字。
数值转换除了上面的两个外,还有__abs__
、__bool__
、__complex__
、__hash__
、__index__
和__str__
。
__str__
和__repr__
一样,在print
时都会被自动调用,但__str__
优先级更高。
这部分可以像集合那样,定义对象长度、获取某个位置元素、切片等方法。
以__len__
和__getitem__
为例
def __len__(self): return len(self.bin_str) def __getitem__(self, item): return self.bin_str[item]
x = BinStr('1011') print(len(x)) # 4 print(x[0]) # 1 print(x[0:3]) # 101
len(x)
会自动调用__len__
返回对象的长度。
通过[]
方式获取对象的元素时,会自动调用__getitem__
方法,并将切片对象传给item
参数,即可以获取单个元素,还可以获取切片。
集合相关的双下方法还包括__setitem__
、__delitem__
和__contains__
。
可以在对象上使用for-in
遍历。
def __iter__(self): self.cur_i = -1 return self def __next__(self): self.cur_i += 1 if self.cur_i >= len(self.bin_str): raise StopIteration() # 退出迭代 return self.bin_str[self.cur_i]
x = BinStr('1011') for i in x: print(i)
当在x
上使用for-in
循环时,会先调用__iter__
方法将游标cur_i
置为初始值-1
,然后不断调用__next__
方法遍历self.bin_str
中的每一位。
这部分还有一个__reversed__
方法用来反转对象。
def __reversed__(self): return BinStr(''.join(list(reversed(self.bin_str))))
x = BinStr('1011') reversed_x = reversed(x) print(reversed_x) # 输出:二进制字符串:1101,对应的十进制数字:13
做 web 开发的朋友,用类相关的双下方法会更多一些。
实例的创建是__new__
和__init__
方法,实例的销毁是__del__
方法。
__new__
的调用早于__init__
,它的作用是创建对象的实例(内存开辟一段空间),而后才将该实例传给__init__
方法,完成实例的初始化。
由于__new__
是类静态方法,因此它可以控制对象的创建,从而实现单例模式。
__del__
方法在实例销毁时,被自动调用,可以用来做一些清理工作和资源释放的工作。
类属性的访问和设置。包括__getattr__
、__getattribute__
、__setattr__
和__delattr__
方法。
__getattr__
和__getattribute__
的区别是,当访问类属性时,无论属性存不存在都会调用__getattribute__
方法,只有当属性不存在时才会调用__getattr__
方法。
控制属性的访问,一般用于把属性的取值控制在合理范围内。包括__get__
、__set__
和__delete__
方法。
class XValidation: def __get__(self, instance, owner): return self.x def __set__(self, instance, value): if 0 <= value <= 100: self.x = value else: raise Exception('x不能小于0,不能大于100') def __delete__(self, instance): print('删除属性') class MyCls: x = XValidation() def __init__(self, n): self.x = n obj = MyCls(10) obj.x = 101 print(obj.x) # 抛异常:Exception: x不能小于0,不能大于100
上述例子,通过类属性描述符,可以将属性x的取值控制在[0, 100]
之前,防止不合法的取值。
虽然上面介绍的不是所有的双下方法,但也算是绝大多数了。
虽然双下方法里可以编写任意代码,但大家尽量编写与方法要求一样的代码。如,在__add__
方法实现的不是对象相加而是相减,虽然也能运行,但这样会造成很大困惑,不利于代码维护。
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