Python基础（十一）—魔法方法（构造析构、属性魔法、算数魔法、类型魔法等）

魔法方法介绍

• 魔法方法都是被双下划线包围，例如__init__
• 魔法方法是面向对象的一切，充分体现了面向对象Python的强大。
• 魔法方法的魔力，体现在他们总能在合适的时候自动调用。

构造和析构

__init()__和__new__是python的构造器，实例化对象时调用。__del__方法是析构器，在对象将要被销毁的时候就会被调用。

• __init()_方法
  _init(self[, …])，构造方法不是必须写的，是看实际需求，如果需要在实例化对象时，要对对象进行初始化处理，则需要重写该方法。
  • 在重写__init__时，不要对该函数进行return返回，只能是None
• _new__方法
  实例化对象时，第一个被调用的方法是：_new(cls[, …])，第一个参数是class，如果后面有参数，会原封不动传给__init__方法，__new__方法需要一个实例对象作为返回值。但是__new__方法基本不会重写。
  • 当继承一个不可变的类型，但是需要变为可修改的话，只能重写__new__方法，如下例子：

class CapStr(str):
    def __new__(cls, string):
        string = string.upper()
        return str.__new__(cls, string)

a = CapStr('lz')
print(a)  # LZ

• _del__方法
  _del(self)，当没有任何变量引用后，经垃圾回收机制后，则会调用该方法。

class C:
    def __init__(self):
        print('__init__(self)方法')
    def __del__(self):
        print('__del__(self)方法')

c1 = C()  # __init__(self)方法
c2 = C()  # __init__(self)方法
c11 = c1
c12 = c1
del c2  # __del__(self)方法
del c11  # 不打印
del c12  # 不打印
del c1  # __del__(self)方法

基本的魔法方法与有关属性的魔法方法

• 基本的魔法方法

魔法方法	作用
_new_(cls[, …])	1. _new_ 是在一个对象实例化的时候所调用的第一个方法 2. 它的第一个参数是这个类，其他的参数是用来直接传递给 init 方法 3. _new_ 决定是否要使用该 _init_ 方法，因为 _new_ 可以调用其他类的构造方法或者直接返回别的实例对象来作为本类的实例，如果 _new_ 没有返回实例对象，则 _init_ 不会被调用 4. _new_ 主要是用于继承一个不可变的类型比如一个 tuple 或者 string
_init_(self[, …])	构造器，当一个实例被创建的时候调用的初始化方法
_del_(self)	析构器，当一个实例被销毁的时候调用的方法
_call_(self[, args…])	允许一个类的实例像函数一样被调用：x(a, b) 调用 x.call(a, b)
_len_(self)	定义当被 len() 调用时的行为
_repr_(self)	定义当被 repr() 调用时的行为
_str_(self)	定义当被 str() 调用时的行为
_bytes_(self)	定义当被 bytes() 调用时的行为
_hash_(self)	定义当被 hash() 调用时的行为
_bool_(self)	定义当被 bool() 调用时的行为，应该返回 True 或 False
_format_(self, format_spec)	定义当被 format() 调用时的行为

• 有关属性的魔法方法

魔法方法	作用
_getattr_(self, name)	定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为
_getattribute_(self, name)	定义当该类的属性被访问时的行为
_setattr_(self, name, value)	定义当一个属性被设置时的行为
_delattr_(self, name)	定义当一个属性被删除时的行为
_dir_(self)	定义当 dir() 被调用时的行为
_get_(self, instance, owner)	定义当描述符的值被取得时的行为
_set_(self, instance, value)	定义当描述符的值被改变时的行为
_delete_(self, instance)	定义当描述符的值被删除时的行为

迭代器

通常我们使用for来进行迭代

• iter()、next()
  一个容器对象调用iter()，就得到该容器的迭代器。使用next迭代器，得到下一个值，当抛出StopIteration异常，则表示迭代结束。
• for的工作原理

string = 'luozheng'
it = iter(string)
while True:
    try:
        each = next(it)
    except StopIteration:
        break
    print(each)

• _iter_()、_next_()
  如果一个容器如果是迭代器，则必须实现__iter()__的魔法方法，该方法实际上返回了迭代器自己的本身，也就是return self。而next定义了迭代规则。如以下例子，定义了斐波那契数列类：

class Fibs:
    def __init__(self, n=10):
        self.a = 0
        self.b = 1
        self.n = n
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
        if self.a > self.n:
            raise  StopIteration
        return self.a

fibs = Fibs(20)
for each in fibs:
    print(each)

• 容器类型

魔法方法	作用
_len_(self)	定义当被 len() 调用时的行为（返回容器中元素的个数）
_getitem_(self, key)	定义获取容器中指定元素的行为，相当于 self[key]
_setitem_(self, key, value)	定义设置容器中指定元素的行为，相当于 self[key] = value
_delitem_(self, key)	定义删除容器中指定元素的行为，相当于 del self[key]
_iter_(self)	定义当迭代容器中的元素的行为
_next_(self)	定义当迭代容器中元素迭代规则
_reversed_(self)	定义当被 reversed() 调用时的行为
_contains_(self, item)	定义当使用成员测试运算符（in 或 not in）时的行为

算术运算

重写对象的运算方法，可以自定义一系列的运算。但是要注意以下问题：

• 避免死循环,如以下NO.1的例子
• 重写反运算要注意顺序问题

NO.1
"""
# 这个例子会出现死循环
class B_int(int):
    def __add__(self, other):
        return self + other
    def __sub__(self, other):
        return self - other
"""
class B_int(int):
    def __add__(self, other):
        return int(self) + int(other)
    def __sub__(self, other):
        return int(self) - int(other)

• 算术运算符

魔法方法	作用
_add_(self, other)	定义加法的行为：+
_sub_(self, other)	定义减法的行为：-
_mul_(self, other)	定义乘法的行为：*
_truediv_(self, other)	定义真除法的行为：/
_floordiv_(self, other)	定义整数除法的行为：//
_mod_(self, other)	定义取模算法的行为：%
_divmod_(self, other)	定义当被 divmod() 调用时的行为
_pow_(self, other[, modulo])	定义当被 power() 调用或 ** 运算时的行为
_lshift_(self, other)	定义按位左移位的行为：<<
_rshift_(self, other)	定义按位右移位的行为：>>
_and_(self, other)	定义按位与操作的行为：&
_xor_(self, other)	定义按位异或操作的行为：^
_or_(self, other)	定义按位或操作的行为：

• 比较操作符

魔法方法	作用
_lt_(self, other)	定义小于号的行为：x < y 调用 x.lt(y)
_le_(self, other)	定义小于等于号的行为：x <= y 调用 x.le(y)
_eq_(self, other)	定义等于号的行为：x == y 调用 x.eq(y)
_ne_(self, other)	定义不等号的行为：x != y 调用 x.ne(y)
_gt_(self, other)	定义大于号的行为：x > y 调用 x.gt(y)
_ge_(self, other)	定义大于等于号的行为：x >= y 调用 x.ge(y)

• 反运算

魔法方法	作用
_radd_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rsub_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rmul_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rtruediv_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rfloordiv_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rmod_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rdivmod_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rpow_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rlshift_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rrshift_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rand_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_rxor_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
_ror_(self, other)	（与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）

• 增量赋值运算

魔法方法	作用
_iadd_(self, other)	定义赋值加法的行为：+=
_isub_(self, other)	定义赋值减法的行为：-=
_imul_(self, other)	定义赋值乘法的行为：*=
_itruediv_(self, other)	定义赋值真除法的行为：/=
_ifloordiv_(self, other)	定义赋值整数除法的行为：//=
_imod_(self, other)	定义赋值取模算法的行为：%=
_ipow_(self, other[, modulo])	定义赋值幂运算的行为：**=
_ilshift_(self, other)	定义赋值按位左移位的行为：<<=
_irshift_(self, other)	定义赋值按位右移位的行为：>>=
_iand_(self, other)	定义赋值按位与操作的行为：&=
_ixor_(self, other)	定义赋值按位异或操作的行为：^=
_ior_(self, other)	定义赋值按位或操作的行为：

• 一元操作符

魔法方法	作用
_pos_(self)	定义正号的行为：+x
_neg_(self)	定义负号的行为：-x
_abs_(self)	定义当被 abs() 调用时的行为
_invert_(self)	定义按位求反的行为：~x

其他魔法方法

• 类型转换

魔法方法	作用
_complex_(self)	定义当被 complex() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
_int_(self)	定义当被 int() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
_float_(self)	定义当被 float() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
_round_(self[, n])	定义当被 round() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
_index_(self)	1. 当对象是被应用在切片表达式中时，实现整形强制转换 2. 如果你定义了一个可能在切片时用到的定制的数值型,你应该定义 _index_ 3. 如果 _index_ 被定义，则 _int_ 也需要被定义，且返回相同的值

• 上下文管理（with 语句）

魔法方法	作用
_enter_(self)	1. 定义当使用 with 语句时的初始化行为 2. _enter_ 的返回值被 with 语句的目标或者 as 后的名字绑定
_exit_(self, exc_type, exc_value, traceback)	1. 定义当一个代码块被执行或者终止后上下文管理器应该做什么 2. 一般被用来处理异常，清除工作或者做一些代码块执行完毕之后的日常工作

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以上主要摘自鱼C

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