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詳解Python運算子重載實例程式碼分享

高洛峰
發布: 2017-03-10 09:07:10
原創
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這篇文章主要介紹了詳解Python運算子重載實例程式碼分享的相關資料,需要的朋友可以參考下

Python運算子重載

      Python語言提供了運算子重載功能,增強了語言的彈性,這點與C++有點類似又有些不同。鑑於它的特殊性,今天就來討論一下Python運算子重載。

      Python語言本身提供了許多魔法方法,而它的運算子重載就是透過重寫這些Python內建的魔法方法來實現。這些魔法方法都是以雙底線開頭和結尾的,類似於__X__的形式,python透過這種特殊的命名方式來攔截操作符,以實現重載。當Python的內建操作運用於類別物件時,Python會去搜尋並呼叫物件中指定的方法完成操作。

       類別可以重載加減運算、列印、函數呼叫、索引等內建運算,運算子重載使我們的物件的行為與內建物件相同的行為。 Python在呼叫運算元時會自動呼叫這樣的方法,例如,如果類別實作了__add__方法,當類別的物件出現在+運算子中時會呼叫這個方法。

常見運算子重載方法


##屬性參考X.undefined#__setattr__屬性賦值#X.any=value#__delattr__#屬性刪除del X.any__getattribute__屬性取得#X.any__getitem__索引運算#X[key],X[i:j]X[key],X[i:j]=sequencedel X[key],del X[i:j]len(X)bool(X)X==Y,X!=Y 註:(lt: less than, gt: greater than,   eq: equal, ne: not equal __radd__##__iadd__實地(增強的)加法X+=Y(or else __add__)__iter__, __next__#迭代I=iter(X), next( )__contains__#成員關係測試__index__

#方法名稱

重載說明

__init__

建構子

物件建立: X = Class(args)

__del__

析構函數

X物件收回

__add__/__sub__

加減運算

 X+Y,X+=Y/X-Y,X-=Y

#__or__

運算子|

X|Y, X|=Y

_repr__/__str__

#列印/轉換

##print(X) 、repr(X)/str(X)

__call__

函數呼叫

##X(*args, **kwargs)

#__getattr__

#__setitem__

索引賦值

#__delitem__

索引和分片刪除

#__len__

長度

__bool__

布林測試

##__lt__ , __gt__, 

__le__, __ge__, 
#__eq__, __ne__

特定的比較

#特定的比較

。為XY,X<=Y,X>=Y, 

  le: less equal, ge: greater equal, 

#右側加法

#other+X

##item in X (X為任何可迭代物件)

#整數值

##hex(X), bin(X),  oct(X)

#__enter__, __exit__

#環境管理器

with obj as var:

###__get__, __set__, #######__delete__# ###########描述屬性############X.attr, X.attr=value, del X.attr########## ########__new__############建立#############在__init__之前建立物件######### ######

   以下對常用的運算子方法的使用進行一下介紹。

建構子與析構函數:__init__與__del__

#       它們的主要功能是進行物件的建立與回收,當實例創建時,就會呼叫__init__建構方法。當實例物件被收回時,析構函數__del__會自動執行。

>>> class Human(): 
...   def __init__(self, n): 
...     self.name = n 
...       print("__init__ ",self.name) 
...   def __del__(self): 
...     print("__del__") 
...  
>>> h = Human(&#39;Tim&#39;) 
__init__ Tim 
>>> h = &#39;a&#39; 
__del__
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加減運算:__add__與__sub__

       重載這兩個方法就可以在普通的物件上加上+-運算子操作。下面的程式碼示範如何使用+-運算符,如果將程式碼中的__sub__方法去掉,再呼叫減號運算子就會出錯。

>>> class Computation(): 
...   def __init__(self,value): 
...     self.value = value 
...   def __add__(self,other): 
...     return self.value + other 
...   def __sub__(self,other): 
...     return self.value - other 
...  
>>> c = Computation(5) 
>>> c + 5 
10 
>>> c - 3 
2
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物件的字串表達形式:__repr__與__str__

##       這兩個方法都是用來表示物件的字串表達形式:print()、str()方法會呼叫到__str__方法,print()、str()和repr()方法會呼叫__repr__方法。從下面的例子可以看出,當兩個方法同時定義時,Python會優先搜尋並呼叫__str__方法。

>>> class Str(object): 
...   def __str__(self): 
...     return "__str__ called"   
...   def __repr__(self): 
...     return "__repr__ called" 
...  
>>> s = Str() 
>>> print(s) 
__str__ called 
>>> repr(s) 
&#39;__repr__ called&#39; 
>>> str(s) 
&#39;__str__ called&#39;
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#索引取值與賦值:__getitem__, __setitem__

       透過實現這兩個方法,可以透過諸如X[i] 的形式對物件進行取值和賦值,還可以對物件使用切片操作。


>>> class Indexer: 
  data = [1,2,3,4,5,6] 
  def __getitem__(self,index): 
    return self.data[index] 
  def __setitem__(self,k,v): 
    self.data[k] = v 
    print(self.data) 
>>> i = Indexer() 
>>> i[0] 
1 
>>> i[1:4] 
[2, 3, 4] 
>>> i[0]=10 
[10, 2, 3, 4, 5, 6]
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設定與存取屬性:__getattr__、__setattr__


       我們可以透過重載__getattr__和__setattr_ _來攔截對物件成員的存取。 __getattr__在存取物件中不存在的成員時會自動呼叫。 __setattr__方法用於在初始化物件成員的時候調用,即在設定__dict__的item時就會調用__setattr__方法。範例如下:


class A(): 
  def __init__(self,ax,bx): 
    self.a = ax 
    self.b = bx 
  def f(self): 
    print (self.__dict__) 
  def __getattr__(self,name): 
    print ("__getattr__") 
  def __setattr__(self,name,value): 
    print ("__setattr__") 
    self.__dict__[name] = value 
 
a = A(1,2) 
a.f() 
a.x 
a.x = 3 
a.f()
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     上面程式碼的運作結果如下,從結果可以看出,存取不存在的變數x時會呼叫__getattr_ _方法;當__init__被呼叫的時候,賦值運算也會呼叫__setattr__方法。

__setattr__ 
__setattr__ 
{&#39;a&#39;: 1, &#39;b&#39;: 2} 
__getattr__ 
__setattr__ 
{&#39;a&#39;: 1, &#39;x&#39;: 3, &#39;b&#39;: 2}
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迭代器物件: __iter__,  __next__
##       Python中的迭代,可直接透過重複載__getitem__方法來實現,看下面的例子。


>>> class Indexer: 
...   data = [1,2,3,4,5,6] 
...   def __getitem__(self,index): 
...       return self.data[index] 
...  
>>> x = Indexer() 
>>> for item in x: 
...   print(item) 
...  
1 
2 
3 
4 
5 
6
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      透過上面的方法是可以實現迭代,但不是最好的方式。 Python的迭代操作會優先嘗試呼叫__iter__方法,然後再嘗試__getitem__。迭代環境是透過iter去嘗試尋找__iter__方法來實現,而這個方法回傳一個迭代器物件。如果這個方法已經提供,Python會重複呼叫迭代器物件的next()方法,直到發生StopIteration異常。如果沒有找到__iter__,Python才會嘗試使用__getitem__機制。下面看一下迭代器的例子。


class Next(object): 
  def __init__(self, data=1): 
    self.data = data 
  def __iter__(self): 
    return self 
  def __next__(self): 
    print("__next__ called") 
    if self.data > 5: 
      raise StopIteration 
    else: 
      self.data += 1 
      return self.data 
for i in Next(3): 
  print(i) 
print("-----------") 
n = Next(3) 
i = iter(n) 
while True: 
  try: 
    print(next(i)) 
  except Exception as e: 
    break
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   程式的運作結果如下:

__next__ called 
4 
__next__ called 
5 
__next__ called 
6 
__next__ called 
----------- 
__next__ called 
4 
__next__ called 
5 
__next__ called 
6 
__next__ called
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##可見實作了__iter__和__next__方法後,可以透過for in的方式迭代遍歷對象,也可以透過iter()和next()方法迭代遍歷對象。

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