时间:2021-07-01 10:21:17 帮助过:68人阅读
Python运算符重载
Python语言提供了运算符重载功能,增强了语言的灵活性,这一点与C++有点类似又有些不同。鉴于它的特殊性,今天就来讨论一下Python运算符重载。
Python语言本身提供了很多魔法方法,它的运算符重载就是通过重写这些Python内置魔法方法实现的。这些魔法方法都是以双下划线开头和结尾的,类似于X的形式,python通过这种特殊的命名方式来拦截操作符,以实现重载。当Python的内置操作运用于类对象时,Python会去搜索并调用对象中指定的方法完成操作。
类可以重载加减运算、打印、函数调用、索引等内置运算,运算符重载使我们的对象的行为与内置对象的一样。Python在调用操作符时会自动调用这样的方法,例如,如果类实现了add方法,当类的对象出现在+运算符中时会调用这个方法。
常见运算符重载方法
方法名 | 重载说明 | 运算符调用方式 |
init | 构造函数 | 对象创建: X = Class(args) |
del | 析构函数 | X对象收回 |
add/sub | 加减运算 | X+Y, X+=Y/X-Y, X-=Y |
or | 运算符| | X|Y, X|=Y |
_repr/str | 打印/转换 | print(X)、repr(X)/str(X) |
call | 函数调用 | X(*args, **kwargs) |
getattr | 属性引用 | X.undefined |
setattr | 属性赋值 | X.any=value |
delattr | 属性删除 | del X.any |
getattribute | 属性获取 | X.any |
getitem | 索引运算 | X[key],X[i:j] |
setitem | 索引赋值 | X[key],X[i:j]=sequence |
delitem | 索引和分片删除 | del X[key],del X[i:j] |
len | 长度 | len(X) |
bool | 布尔测试 | bool(X) |
lt, gt, le, ge, eq, ne | 特定的比较 | 依次为X<Y,X>Y,X<=Y,X>=Y, X==Y,X!=Y 注释:(lt: less than, gt: greater than, le: less equal, ge: greater equal, eq: equal, ne: not equal ) |
radd | 右侧加法 | other+X |
iadd | 实地(增强的)加法 | X+=Y(or else add) |
iter, next | 迭代 | I=iter(X), next() |
contains | 成员关系测试 | item in X(X为任何可迭代对象) |
index | 整数值 | hex(X), bin(X), oct(X) |
enter, exit | 环境管理器 | with obj as var: |
get, set, delete | 描述符属性 | X.attr, X.attr=value, del X.attr |
new | 创建 | 在init之前创建对象 |
下面对常用的运算符方法的使用进行一下介绍。
构造函数和析构函数:init和del
它们的主要作用是进行对象的创建和回收,当实例创建时,就会调用init构造方法。当实例对象被收回时,析构函数del会自动执行。
- >>> class Human():
- ... def init(self, n):
- ... self.name = n
- ... print("init ",self.name)
- ... def del(self):
- ... print("del")
- ...
- >>> h = Human('Tim')
- init Tim
- >>> h = 'a'
- del
加减运算:add和sub
重载这两个方法就可以在普通的对象上添加+-运算符操作。下面的代码演示了如何使用+-运算符,如果将代码中的sub方法去掉,再调用减号运算符就会出错。
- >>> 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
对象的字符串表达形式:repr和str
这两个方法都是用来表示对象的字符串表达形式:print()、str()方法会调用到str方法,print()、str()和repr()方法会调用repr方法。从下面的例子可以看出,当两个方法同时定义时,Python会优先搜索并调用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)
- 'repr called'
- >>> str(s)
- 'str called'
索引取值和赋值:getitem, setitem
通过实现这两个方法,可以通过诸如 X[i] 的形式对对象进行取值和赋值,还可以对对象使用切片操作。
- >>> 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]
设置和访问属性:getattr、setattr
我们可以通过重载getattr和setattr来拦截对对象成员的访问。getattr在访问对象中不存在的成员时会自动调用。setattr方法用于在初始化对象成员的时候调用,即在设置dict的item时就会调用setattr方法。具体例子如下:
- 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()
上面代码的运行结果如下,从结果可以看出,访问不存在的变量x时会调用getattr方法;当init被调用的时候,赋值运算也会调用setattr方法。
- setattr
- setattr
- {'a': 1, 'b': 2}
- getattr
- setattr
- {'a': 1, 'x': 3, 'b': 2}
迭代器对象: iter, next
Python中的迭代,可以直接通过重载getitem方法来实现,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
通过上面的方法是可以实现迭代,但并不是最好的方式。Python的迭代操作会优先尝试调用iter方法,再尝试getitem。迭代环境是通过iter去尝试寻找iter方法来实现,而这种方法返回一个迭代器对象。如果这个方法已经提供,Python会重复调用迭代器对象的next()方法,直到发生StopIteration异常。如果没有找到iter,Python才会尝试使用getitem机制。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
程序的运行结果如下:
- next called
- 4
- next called
- 5
- next called
- 6
- next called
- -----------
- next called
- 4
- next called
- 5
- next called
- 6
- next called
可见实现了iter和next方法后,可以通过for in的方式迭代遍历对象,也可以通过iter()和next()方法迭代遍历对象。
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