拓展知识五：魔术方法

什么是魔术方法？

        魔术方法（Magic Methods）也被叫做特殊方法（Special Methods），在很多面向对象的编程语言里都存在。它们是一些名称被特殊定义的方法，通常会在特定场景下被系统自动调用，无需手动去调用。比如在 Python 里，魔术方法的名称以双下划线开头和结尾，像__init__、__str__这类。

魔术方法有什么作用？

        魔术方法的作用十分广泛。它能够让我们自定义类的行为，让类和对象的使用更加自然和灵活。例如，借助__init__方法，可以在创建对象时进行初始化操作；利用__str__方法，能够定义对象的字符串表示形式，方便打印输出；还有__add__方法，可用于定义对象之间的加法运算。

魔术方法和普通方法有什么区别？

• 调用方式：普通方法需要我们在代码里手动调用，而魔术方法是在特定场景下由系统自动调用的。

• 命名规则：魔术方法的名称以双下划线开头和结尾，这种命名方式是一种约定，用来标识它们是特殊方法。普通方法则没有这样的命名限制。

• 功能用途：普通方法一般是为了实现类的特定业务逻辑，而魔术方法主要是用于自定义类的行为，让类和对象的使用更加符合 Python 的语法和习惯。

Python 魔术方法（举例）

创建与销毁相关

__new__

• 用途：__new__是类实例化时第一个调用的方法，它负责创建对象并返回该对象的实例。通常用于实现单例模式、元类或者在对象创建时进行一些高级控制。
• 详细解释：__new__方法接收的第一个参数是类本身，后续参数会传递给__init__方法。在单例模式中，__new__会检查类是否已经有实例存在，如果有则返回已有的实例，没有则创建新实例。
• 示例：

class Singleton:
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 检查类是否已经有实例
        if cls._instance is None:
            # 调用父类的__new__方法创建新实例
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

s1 = Singleton()
s2 = Singleton()
print(s1 is s2)

__init__

• 用途：在__new__返回实例后，__init__方法会被自动调用，用于对对象进行初始化操作，为对象的属性设置初始值。
• 详细解释：__init__方法接收的第一个参数是实例本身，后续参数可以自定义，用于传递初始化所需的数据。
• 示例：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        # 为实例的属性赋值
        self.name = name
        self.age = age

p = Person("Alice", 25)
print(p.name, p.age)

__del__

• 用途：当对象被销毁时，__del__方法会被调用。可以在这个方法中执行一些资源清理的操作，如关闭文件、释放数据库连接等。
• 详细解释：需要注意的是，由于 Python 的垃圾回收机制，__del__方法的调用时机并不确定。当对象的引用计数为 0 时，垃圾回收机制可能会在某个时刻调用__del__方法。
• 示例：

class Resource:
    def __init__(self):
        print("Resource created")
    def __del__(self):
        print("Resource destroyed")

r = Resource()
del r

字符串表示相关

__str__

• 用途：当使用print函数打印对象，或者使用str()函数将对象转换为字符串时，__str__方法会被调用。它应该返回一个用户友好的字符串表示。
• 详细解释：__str__方法的主要目的是提供一个易于阅读和理解的字符串，用于向用户展示对象的信息。
• 示例：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def __str__(self):
        return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"

p = Person("Alice", 25)
print(p)

PHP 魔术方法（举例）

__construct()

• 用途：PHP 的构造函数，当创建对象时自动调用，用于对象的初始化。
• 详细解释：它允许在创建对象时传递参数，方便对对象的属性进行初始化设置。
• 示例：

<?php
class Person {
    public $name;
    public $age;

    public function __construct($name, $age) {
        $this->name = $name;
        $this->age = $age;
    }
}

$person = new Person("Bob", 30);
echo $person->name . " is " . $person->age . " years old.";
?>

__destruct()

• 用途：析构函数，当对象被销毁时自动调用，可用于释放资源，如关闭数据库连接、文件句柄等。
• 详细解释：析构函数在对象的生命周期结束时执行，不需要手动调用。
• 示例：

<?php
class DatabaseConnection {
    private $conn;

    public function __construct() {
        $this->conn = mysqli_connect("localhost", "user", "password", "database");
    }

    public function __destruct() {
        if ($this->conn) {
            mysqli_close($this->conn);
        }
    }
}

$db = new DatabaseConnection();
?>

__toString()

• 用途：当对象被当作字符串使用时自动调用，返回一个字符串表示。
• 详细解释：通常用于将对象的信息以字符串形式输出，例如在echo语句中使用对象时。
• 示例：

<?php
class Person {
    public $name;
    public $age;

    public function __construct($name, $age) {
        $this->name = $name;
        $this->age = $age;
    }

    public function __toString() {
        return "Person(name={$this->name}, age={$this->age})";
    }
}

$person = new Person("Alice", 25);
echo $person;
?>

__call()

• 用途：当调用一个对象中不存在的方法时，__call() 方法会被自动调用。
• 详细解释：它接收两个参数，第一个是调用的方法名，第二个

 以下为你列举常见计算机语言里的魔术方法：

Python

创建与销毁

• __new__：实例化对象时调用，负责创建对象。
• __init__：对象创建后调用，用于初始化对象属性。
• __del__：对象被销毁时调用，可进行资源清理。

字符串表示

• __str__：使用print或str()时调用，返回用户友好的字符串。
• __repr__：使用repr()时调用，返回可用于重建对象的字符串。

比较运算

• __eq__：定义==比较。
• __ne__：定义!=比较。
• __lt__：定义<比较。
• __le__：定义<=比较。
• __gt__：定义>比较。
• __ge__：定义>=比较。

容器操作

• __len__：使用len()时调用，返回容器长度。
• __getitem__：使用obj[key]访问元素时调用。
• __setitem__：使用obj[key] = value设置元素时调用。
• __delitem__：使用del obj[key]删除元素时调用。
• __iter__：返回迭代器对象，用于迭代操作。
• __next__：在迭代器中使用，返回下一个元素。

数值运算

• __add__：定义+运算。
• __sub__：定义-运算。
• __mul__：定义*运算。
• __truediv__：定义/运算。
• __floordiv__：定义//运算。
• __mod__：定义%运算。
• __pow__：定义**运算。

PHP

构造与析构

• __construct()：对象创建时调用，用于初始化。
• __destruct()：对象销毁时调用，用于资源清理。

字符串表示

• __toString()：对象当作字符串使用时调用。

方法调用

• __call()：调用不存在的实例方法时调用。
• __callStatic()：调用不存在的静态方法时调用。

属性操作

• __get()：访问不存在的属性时调用。
• __set()：设置不存在的属性时调用。
• __isset()：对不存在的属性使用isset()或empty()时调用。
• __unset()：对不存在的属性使用unset()时调用。

Java

Java 本身没有严格意义上像 Python 那样的 “魔术方法”，但有一些特殊用途的方法可看作类似概念：

构造与析构

• 构造函数：创建对象时调用，用于初始化对象。
• finalize()：在对象被垃圾回收前调用，但不保证一定会被调用。

字符串表示

• toString()：返回对象的字符串表示。

比较运算

• equals()：定义对象相等比较。
• compareTo()：用于实现Comparable接口，定义对象排序规则。

Ruby

初始化与销毁

• initialize：对象创建时调用，用于初始化。
• __id__：返回对象的唯一标识符。

字符串表示

• to_s：将对象转换为字符串。
• inspect：返回对象的调试信息字符串。

方法调用

• method_missing：调用不存在的方法时调用。

比较运算

• ==：定义相等比较。
• <=>：定义比较排序。