Python编程中的魔法方法（Magic Methods）

Python编程中的魔法方法，也称为特殊方法或dunder方法，是Python对象模型的核心。它们让你能够自定义类的行为，让对象表现得就像原生的Python数据类型一样。魔法方法的存在，使得你能够在不改变现有代码的情况下，扩展类的功能或者改变其行为。

初始化与表示

让我们从最基础的两个魔法方法开始：__init__ 和 __str__。

__init__ 方法在对象被创建时自动调用，用于初始化对象的状态。例如，假设我们有一个 Person 类：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

在这个例子中，当你创建一个 Person 对象时，__init__ 方法会被调用，允许你设置 name 和 age 属性。

__str__ 方法定义了对象的字符串表示形式。当我们打印一个对象时，Python会调用这个方法。继续上面的 Person 类示例：

class Person:
    # ... __init__ as above ...

    def __str__(self):
        return f"{self.name}, {self.age} years old"

现在，当你打印一个 Person 对象时，它会显示为 "John, 25 years old"，而不是默认的 <__main__.Person object at 0x7f9a3a3e5a90>。

算术运算符重载

魔法方法还可以让你重定义算术运算符的行为。例如，如果你有两个 Vector 对象，你可以使用 __add__ 方法来定义它们如何相加：

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __add__(self, other):
        return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)

这样，你就可以像这样添加两个向量：

v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
v3 = v1 + v2  # v3 will be Vector(4, 6)

自定义比较

有时候，你可能想要根据对象的某些特性来自定义它们之间的比较方式。这时可以使用 __eq__ (等于), __lt__ (小于), __gt__ (大于) 等方法。例如，如果你想根据 Person 的 age 属性来比较他们：

class Person:
    # ... __init__ and __str__ as above ...

    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age

现在，你可以像这样比较两个人的年龄：

p1 = Person("Alice", 30)
p2 = Person("Bob", 25)
print(p1 < p2)  # False, because 30 is not less than 25

结论

通过这些例子，我们可以看到，魔法方法为Python类提供了强大的自定义能力。