• Python学习:魔法函数


    一、什么是魔法函数(网络用语)

    以双下划线开始,双下滑线结尾。魔法函数是为了增强一个类的特性。
    魔法函数可以随意定义某个类的特性,这些方法在进行特定的操作时会自动被调用。

    1 需求:封装一个员工列表,并遍历查看

    (1)不使用魔法函数方法

    class Company(object):
        def __init__(self, employee_list):
            self.employee = employee_list
    
    company = Company(["tom", "bob", "jane"])
    employee = company.employee
    for em in employee:
        print(em)
    '
    运行

    (2)使用__getitem__(self, item)魔法函数

    class Company(object):
        def __init__(self, employee_list):
            self.employee = employee_list
    
        def __getitem__(self, item):
            return self.employee[item]
    
    company = Company(["tom", "bob", "jane"])
    for em in company:
        print(em)
            
    """
    在解释器执行到for语句时,解释器首先寻找对象的迭代器。
    虽然company对象没有迭代器,
    但是解释器会尝试去寻找__getitem__()这一魔法函数,
    有了这个魔法函数的对象就是一个可迭代的类型,即便没有迭代器,
    解释器会调用该魔法函数,直到其抛出异常结束。
    若注释__getitem__代码片段,则会抛出不可迭代异常。
    """
    '
    运行

    注意:在案例中,魔法函数既不是属于,也不是从基继承过来。是一个独立的存在,往类里放入魔法函数之后,会增强类的一些类型。魔法函数不需要我们显示调用。Python会识别对象或自定义类的魔法函数,并隐式调用。

    2 Python的数据模型以及数据模型对Python的影响

    实际上魔法函数是网络上通常的叫法,其实魔法函数只不过是Python数据类型的一个概念而已。

    当实现了__getitem__(self, item)魔法函数,就可以使用for循环去遍历。魔法函数实际上会影响python语法的,或可以理解为Python语法实际上会识别一个对象或者说自定义类里的魔法函数。

    # 使用__getitem__(self, item)魔法函数
    class Company(object):
        def __init__(self, employee_list):
            self.employee = employee_list
    
        def __getitem__(self, item):
            return self.employee[item]
    
    company = Company(["tom", "bob", "jane"])  # __getitem__(self, item) 实际上也是序列类型
    company1 = company[:2]     
    print(company1)
    
    """
    ['tom', 'bob']
    
    """
    '
    运行

    如果不实现__getitem__(self, item)就会报错

    class Company(object):
        def __init__(self, employee_list):
            self.employee = employee_list
    
        # def __getitem__(self, item):
        #     return self.employee[item]
    
    company = Company(["tom", "bob", "jane"])
    company1 = company[:2]
    print(company1)
    
    """
    Traceback (most recent call last):
      File "E:/projects/vue-django/myproject/sample/chapter02/company03.py", line 14, in 
        company1 = company[:2]
    TypeError: 'Company' object is not subscriptable
    
    """
    
    class Company(object):
        def __init__(self, employee_list):
            self.employee = employee_list
    
        # def __getitem__(self, item):
        #     return self.employee[item]
    
    company = Company(["tom", "bob", "jane"])
    print(len(company))  # 没有定义__len__(self)或__getitem__(self, item)魔法函数时,这个语句会报错
    
    """
    Traceback (most recent call last):
      File "E:/projects/vue-django/myproject/sample/chapter02/company03.py", line 14, in 
        print(len(company))
    TypeError: object of type 'Company' has no len()
    """
    

    两种方式实现对象可len()
    (1)getitem(self, item) + 切片 实现
    (2)len(self, item) 实现
    在调用内置函数len()时,解释器首先会调用魔法函数__len__(self),若没有,则退一步,去不断调用__getitem__(self, item)直到抛出异常,len()函数返回执行次数。

    # 使用__getitem__(self, item)魔法函数 + 切片
    class Company(object):
        def __init__(self, employee_list):
            self.employee = employee_list
    
        def __getitem__(self, item):
            return self.employee[item]
    
    company = Company(["tom", "bob", "jane"])
    company1 =company[:]
    print(len(company1))
    
    """
    3
    """
    '
    运行
    # 使用__len__(self)魔法函数
    class Company(object):
        def __init__(self, employee_list):
            self.employee = employee_list
    
        def __len__(self):
            return len(self.employee)
    
    company = Company(["tom", "bob", "jane"])
    print(len(company))
    
    """
    3
    """ 
    '
    运行

    魔法函数会影响Python语法和其内置函数本身的。

    二、魔法函数一览

    1 非数学运算

    字符串表示 魔法函数提供了两个来应对开发模式的不同
    (1)repr 用于命令行模式,作用:输入对象名即可调用repr方法

      # jupyter或ipython 命令行终端运行
      class Company(object):
          def __init__(self, employee_list):
              self.employee = employee_list
      
          def __repr__(self):
              return ','.join(self.employee)
      
      company = Company(['tom', 'bob', 'jane'])
      company
      
      """
      tom,bob,jane
      """
    

    (2)__str__用于脚本,作用:print(对象名)即可调用str方法

    '''
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    寻找有志同道合的小伙伴,互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书!
    '''
      class Company(object):
          def __init__(self, employee_list):
              self.employee = employee_list
      
          def __str__(self):
              return ','.join(self.employee)
      
      company = Company(['tom', 'bob', 'jane'])
      print(company)  
      
      """
      tom,bob,jane
      """
    

    魔法函数只要定义了,就不需要开发者调用,Python解释器自己知道什么时候调用它。

    集合、序列相关
    	__len__
    	__getitem__
    	__setitem__
    	__delitem__
    	__contains__
        
        
    迭代相关
    	__iter__
    	__next__
        
        
    可调用
    	__call__
        
        
    with上下文管理器
    	__enter__
    	__exit__
        
        
    数值转换
    	__abs__
    	__bool__
    	__int__
    	__float__
    	__hash__
    	__index__
        
        
    元类相关
    	__new__
    	__init__
        
        
    属性相关
        __getattr__
        __setattr__
        __getattribute__
        __setattribute__
        __dir__
        
        
    属性描述符
        __get__
        __set__
        __delete__
        
        
    协程
        __await__
        __aiter__
        __anext__
        __aenter__
        __aexit   
    
    2 数学运算

    数学运算在一般开发使用不多,在数据处理是用的比较多,这里简单举几个例子。

    # ============== __abs__ Demo start ============
    class Nums(object):
        def __init__(self, num):
            self.num = num
            
        def __abs__(self):
            return abs(self.num)
        
        
    num = Nums(-1)
    print(abs(num))  # 结果:1
    # ============== __abs__ Demo end ============
    
    
    # ============== __add__ Demo start ============
    class MyVector(object):
        def __init__(self, x, y):
            self.x = x
            self.y = y
            
        def __add__(self, other_instance):
            re_vector = MyVector(self.x+other_instance.x, self.y+other_instance.y)
            return re_vector
        
        def __str__(self):
            return "x:{x}, y:{y}".format(x=self.x, y=self.y)
        
        
    first_vec = MyVector(1, 2)
    second_vec = MyVector(2, 3)
    print(first_vec+second_vec)  # 结果:x:3,y:5
    # ============== __add__ Demo end ============
    
    
    
    一元运算符
        __neg__    -
        __pos__    +
        __abs__   |x|
        
        
    二元运算符
        __lt__    <
        __le__    <=
        __eq__    ==
        __ne__    != 
        __gt__    > 
        __ge__    >=
        
        
    算术运算符
        __add__         +
        __sub__         -
        __mul__         * 
        __truediv__     /
        __floordiv__    // 
        __mod__         % 
        __divmod__      divmod() 
        __pow__         **pow()
        __round__       round()
    
    
    反向算术运算符
        __radd__ 
        __rsub__ 
        __rmul__ 
        __rtruediv__ 
        __rfloordiv__ 
        __rmod__ 
        __rdivmod__ 
        __rpow__
    
    
    增量赋值算术运算符
        __iadd__ 
        __isub__ 
        __imul__ 
        __itruediv__ 
        __ifloordiv__ 
        __imod__ 
        __ipow__
    
    
    位运算符
        __invert__    ~ 
        __lshift__    << 
        __rshift__    >> 
        __and__       & 
        __or__        | 
        __xor__       ^
    
    
    反向位运算符
        __rlshift__ 
        __rrshift__ 
        __rand__ 
        __rxor__ 
        __ror__
        
        
    增量赋值位运算符
        __ilshift__ 
        __irshift__ 
        __iand__ 
        __ixor__ 
        __ior__    
    

    四、len函数的特殊性

    len函数不仅仅调用__len__方法这么简单,len函数对于set dict list等Python原生数据结构做了内部的优化,其性能是非常高的。应为原生数据结构中,会有一个专门的字段来储存数据长度,那么len函数会直接去读取这个字段,而不会去遍历它。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/qdPython/article/details/126955376