魔法函数

2024-01-25 13:35:16

1.什么是魔法函数

在python中，有的名称以双下划线开头同时以双下划线结尾这种形式，
我们只知道它是python自己定义的，同时我们也不应该去定义类似的函数。

我们将“__init__”这种形式的函数成为魔法函数。"__init__"是构造器，用来初始化对象。
魔法函数不需要去显式的调用，同时魔法函数不能自定义。
魔法函数会被python隐式的去被调用。

举个简单的例子：
现在我们需要遍历对象中的属性，传统做法是取属性然后去遍历。

class Person(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list

person = Person(["ming","ke","mao"])

for em in person.p_list:
    print(em)

我们可以使用__getitem__来更简单的实现。
class NewPerson(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list

    def __getitem__(self, item):  
        return self.p_list[item]

newPerson = NewPerson(["ming","kebi","mao"])
#这里就不需要取属性了。
for em in newPerson:
    print(em)

我们可以通过不添加__getitem__,来知道__getitem__是将对象转换成可迭代对象。
#'NewPerson' object is not iterable
在python中，只有可迭代对象才可以进行遍历，而可迭代对象必须拥有item()或者__item__方法。
当python在进行循环的时候，会去看对象是否由item()方法，如果没有会去看是否与__getitem__魔法函数，否则就不能迭代。

2.python魔法函数对python语法的影响

魔法函数会影响python语法本身。

示例一：

class NewPerson(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list

newPerson = NewPerson(["ming","kebi","mao"])
print(len(newPerson))   #TypeError: object of type 'NewPerson' has no len()
print(len(newPerson[:]))  #TypeError: 'NewPerson' object is not subscriptable

对象没有长度和不能切片可以理解。

示例二：

class NewPerson(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list

    def __getitem__(self, item): 
        return self.p_list[item]

newPerson = NewPerson(["ming","kebi","mao"])
print(len(newPerson))  #TypeError: object of type 'NewPerson' has no len()
print(len(newPerson[:]))  #3

newPerson之所以能够切片是因为__getitem__返回的是一个list，而list肯定可以切片
newPerson在取值的时候调用了__gititem__这个魔法方法，从而返回list,所以newPerson[]有len

示例三：

class NewPerson(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list

    def __getitem__(self, item):
        return self.p_list[item]

    def __len__(self):
        return len(self.p_list)

newPerson = NewPerson(["ming","kebi","mao"])
print(len(newPerson))  #3  调用__len__
print(len(newPerson[:]))  #3  调用__getitem__

现在我们帮这个对象实现了__len__这个方法，所以这个newPerson对象可以可以直接使用len()
此时newPerson[:]因为是取值，依旧使用的是__getitem__这个方法。

3.魔法函数一览

使用dir()或者__dir__可以或者一个对象已经定义的的魔法函数。
例如：dir(Person)
__class__ 等同于type，打印对象类似
__delattr__
__dict__ 等同于vars，以键值对的形式返回对象的属性信息
__dir__
__doc__ 帮助文档
__eq__
__format__
__ge__
__getattribute__
__gt__
__hash__
__init__ 构造器
__init_subclass__
__le__
__lt__
__module__
__ne__
__new__
__reduce__
__reduce_ex__
__repr__
__setattr__
__sizeof__
__str__
__subclasshook__
__weakref__

我们将魔法方法分为：非数学运算和数学运算两大类

1）非数学运算

（1）字符串
__repr__
__str__

（2）集合序列相关
__len__
__getitem__：将当前对象转换为可迭代对象，因而可以切片。
__setitem__
__delitem__
__contains__

（3）迭代相关
__iter__
__next__

（4）可调用
__call__

（5）with上下文管理器
__enter__
__exit__

（6）数值转换
__abs__
__bool__
__int__
__float__
__hash__
__index__

（7）元类相关
__new__
__init__

（8）属性相关
__getattr__：没有属性做什么
__setattr__
__getattribute__
__setattribute__
__dir__

（9）属性描述符
__get__
__set__
__delete__

（10）协程
__await__
__aiter__
__anext__
__aenter__
__aexit__

2）数学运算

（1）一元运算符
__neg__ (-)
__pos__ (+)
__abs__

（2）二元运算符
__lt__ (<)
__le__ (<=)
__eq__ (==)
__ne__ (!=)
__gt__ (>)
__ge__ (>=)

（3）算术运算符
__add__ (+)
__sub__ (-)
__mul__ (*)
__truediv__ (/)
__floordiv__ (//)
__mod__ (%)
__divmod__ 或divmod()
__pow__ 或pow() (**)
__round__ 或round()

（4）反向算术运算符
__radd__
__rsub__
__rmul__
__rtruediv__
__rfloordiv__
__rmod__
__rdivmod__
__rpow__

（5）增量赋值算术运算符
__iadd__
__isub__
__imul__
__ifloordiv__
__ipow__

（6）位运算符
__invert__ (~)
__lshift__ (<<)
__rshift__ (>>)
__and__ (&)
__or__ (|)
__xor__ (^)

（7）反向位运算符
__rlshift__
__rrshift__
__iand__
__ixor__
__ior__

（8）增量赋值运算符
__ilshift__
__irshift__
__iand__
__ixor__
__ior__

3）str、repr

class Person(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list
person = Person(["ming","UZI","karsa"])
print(person)  #<__main__.Person object at 0x00000218983ACBE0>
print会隐式调用str，也就是__str__

现在可以修改一下__str__返回值。
class Person(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list
    
    def __str__(self):
        return ".".join(self.p_list)  #默认return self
person = Person(["ming","UZI","karsa"])
#本来是返回这个对象的内存地址，现在我们修改了返回值。
print(person)  #ming.UZI.karsa


class Person(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list

person = Person(["ming","UZI","karsa"])
person  #<__main__.Person at 0x218983b47b8>
隐式调用repr(person)

class Person(object):
    def __init__(self,p_list):
        self.p_list = p_list
    
    def __repr__(self):
        return "+".join(self.p_list)
        
person = Person(["ming","UZI","karsa"])
person  #ming+UZI+karsa

反思：
我们在写代码的时候，比如定义a = 11,我们如果想获取它的绝对值，就会用abs(a)来进行获取。
此时我就会想为什么a就能用abs来获取绝对值了？因为它已经定义了

在init中定义了这个魔法方法，所以你才能够使用这些方法。
就像上面，如果我们没有定义__len__这个方法，那么按照常理是不能使用len()，
因为不支持，它是一个对象，对象里面原始定义也没有定义。
所以我们可以给它实现__len__这个魔法函数，person这个对象就可以使用了。
比如我们定义了一个类：

class Num(object): 
def __init__(self,value):
    self.value = value

a = Num(1)
print(abs(a))  #TypeError: bad operand type for abs(): 'Num'

现在a是一个新的类Num的对象，并不是int的对象，所以它是无法使用abs()的。

我们给它添加魔法函数__abs__之后就可以了。

class Num(object):
    def __init__(self,value):
        self.value = value

    def __abs__(self):
        return abs(self.value)
a = Num(1)
print(abs(a))

比如我们再定义一个：

class MyVector(object):
    def __init__(self,x,y):
        self.x = x
        self.y = y
    def __add__(self,other_instance):
        return MyVector(self.x + other_instance.x, self.y + other_instance.y)
    def __str__(self):
        return "x:{x}, y:{y}".format(x=self.x, y=self.y)
    
first_v = MyVector(1,2)
second_v = MyVector(3,4)
print(first_v + second_v)  #x:4, y:6

如果我们不定义__add__，那就是两个对象在加

码农公寓