【流畅的Python】第一章：Python的数据类型 ——《Fluent Python》笔记

Python数据类型

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初步接触python的小伙伴可能会有疑问，为什么获取一个容器的大小不是使用collection.len()，而是使用len(collection)？

其实这是典型的python风格，等你熟悉之后你就会发现它非常好用。

python在执行len(collection)的时候实际上执行的是collection.__len__()方法。可以理解为Python语言提供了自己的API，然后我们平时自己创建类的时候只需要自己实现class.__len__()方法，然后就可以使用python的len()方法来获取该实例化对象的长度。

类似的obj[key]方法调用的是obj对应类的__getitem__()方法。

因此，可以把Python视作一个通用框架，我们只需要自己重写自己类的具体实现逻辑，就可以做到不同类之间都使用len()方法来获取该对象的长度。

Python 中有很多以双下划线 __ 开头和结尾的方法，通常被称为 魔法方法 或 特殊方法，这些方法提供了对内建操作符或内建函数的自定义支持。除了 __len__ 以外，还有许多常用的魔法方法可以帮助我们定制类的行为。以下是一些常见的魔法方法：

1. __init__(self, ...)

• 描述：类的构造函数，在类实例化时自动调用。
• 用途：用于初始化对象的状态（如定义属性）。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
  

2. __del__(self)

• 描述：析构函数，在对象被销毁时自动调用（垃圾回收时）。
• 用途：清理资源，如关闭文件或数据库连接。
• 示例：

  class MyClass:
      def __del__(self):
          print("Object is being destroyed")
  

3. __repr__(self)

• 描述：返回对象的“官方”字符串表示，通常用于调试。
• 用途：当我们调用 repr() 或者在交互式解释器中打印对象时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __repr__(self):
          return f"MyClass(value={self.value})"
  

4. __str__(self)

• 描述：返回对象的“非正式”字符串表示，通常用于 print() 函数中。
• 用途：用于定义对象的友好字符串表示。
• 示例：

  class MyClass:
      def __str__(self):
          return f"MyClass with value {self.value}"
  

5. __add__(self, other)

• 描述：实现加法运算符 (+)。
• 用途：当对象参与加法操作时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __add__(self, other):
          return MyClass(self.value + other.value)
  

6. __sub__(self, other)

• 描述：实现减法运算符 (-)。
• 用途：当对象参与减法操作时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __sub__(self, other):
          return MyClass(self.value - other.value)
  

7. __mul__(self, other)

• 描述：实现乘法运算符 (*)。
• 用途：当对象参与乘法操作时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __mul__(self, other):
          return MyClass(self.value * other.value)
  

8. __getitem__(self, key)

• 描述：实现索引操作（[]）。
• 用途：当对象使用索引访问时（如 obj[key]），调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, items):
          self.items = items
      
      def __getitem__(self, key):
          return self.items[key]
  

9. __setitem__(self, key, value)

• 描述：实现索引赋值操作（[] =）。
• 用途：当对象使用索引赋值时（如 obj[key] = value），调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, items):
          self.items = items
      
      def __setitem__(self, key, value):
          self.items[key] = value
  

10. __delitem__(self, key)

• 描述：实现删除索引元素操作（del obj[key]）。
• 用途：当使用 del 删除对象的索引元素时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, items):
          self.items = items
      
      def __delitem__(self, key):
          del self.items[key]
  

11. __iter__(self)

• 描述：使对象可迭代，返回一个迭代器对象。
• 用途：当对象参与迭代（如 for 循环）时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, items):
          self.items = items
      
      def __iter__(self):
          return iter(self.items)
  

12. __next__(self)

• 描述：返回下一个迭代项，配合 __iter__ 使用。
• 用途：当对象的迭代器调用 next() 时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, items):
          self.items = items
          self.index = 0
      
      def __iter__(self):
          return self
      
      def __next__(self):
          if self.index < len(self.items):
              result = self.items[self.index]
              self.index += 1
              return result
          else:
              raise StopIteration
  

13. __contains__(self, item)

• 描述：实现 in 操作符。
• 用途：当使用 item in obj 时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, items):
          self.items = items
      
      def __contains__(self, item):
          return item in self.items
  

14. __call__(self, ...)

• 描述：使对象可调用，类似函数调用。
• 用途：当对象像函数一样被调用时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __call__(self, x):
          return self.value * x
  

15. __eq__(self, other)

• 描述：实现等于运算符（==）。
• 用途：当使用 == 比较两个对象时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __eq__(self, other):
          return self.value == other.value
  

16. __ne__(self, other)

• 描述：实现不等于运算符（!=）。
• 用途：当使用 != 比较两个对象时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __ne__(self, other):
          return self.value != other.value
  

17. __gt__(self, other)

• 描述：实现大于运算符（>）。
• 用途：当使用 > 比较两个对象时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __gt__(self, other):
          return self.value > other.value
  

18. __lt__(self, other)

• 描述：实现小于运算符（<）。
• 用途：当使用 < 比较两个对象时，调用此方法。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, value):
          self.value = value
      
      def __lt__(self, other):
          return self.value < other.value
  

19. __contains__(self, item)

• 描述：实现 in 运算符，用于检查对象是否包含某个元素。
• 示例：

  class MyClass:
      def __init__(self, items):
          self.items = items
      
      def __contains__(self, item):
          return item in self.items
  

总结

Python 中的魔法方法使得我们可以重载和定制各种常见操作符和行为，比如对象初始化、迭代、索引访问、运算符重载等。通过实现这些方法，我们可以让自定义类表现得像内建数据类型一样，提供更直观和灵活的接口。