29面向對象4_dir-hash-bool-repr-str

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目錄

魔術方法分類：... 1

__dir__. 2

__hash__. 6

__bool__. 10

可視化... 11

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魔術方法：

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為編程提供便利，可大大提高編程效率；

pythonic；

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特殊屬性：

__name__，類、函數、方法等的名字，實例沒有此屬性；

__module__，類定義所在的模塊名；

__class__，對象或類所屬的類，如對象的類的類self.__class__.__class__；

__bases__，類的基類的元組，順序為它們在基類列表中出現的順序，不是mro；

__doc__，類、函數的文檔字符串，如沒定義為None；

__mro__，類的mro，class.mro()返回的結果保存在__mro__中，method resolution order，找鏈，mixin；

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注：

single linkedlist中的__getitem__，僅用于容器，提供一種方便的接口，如索引或其它方式來用；

函數中的屬性，foo.__defaults__，用元組保存位置參數默認值；

函數中的屬性，foo.__kwdefaults__，用元組保存關鍵字參數默認值；

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魔術方法分類：

創建與銷毀：__init__、__del__；

hash；

bool；

__repr__、__str__，可視化；

__add__，運算符重載；

單（雙）向鏈表中的[]、__getitem__、__sizeof__，容器和大小；

可調用對象，decorator、類裝飾器；

上下文管理，with...as...；

反射（自省）；

描述器；

其它雜項；

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__dir__

查看屬性，返回類或對象的所有成員名稱列表；

dir()函數就是調用__dir__()，如果提供__dir__()，則返回屬性的列表，否則會盡量從__dict__屬性中收集信息；

如果dir(obj)，參數obj中包含方法__dir__()，該方法將被調用，如果參數obj不包含__dir__()，該方法將最大限度的收集參數信息；

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dir()，對于不同類型的對象有不同的行為：

如果對象是模塊對象，列表包含模塊的屬性名；

如果對象是類型或類對象，列表包含類的屬性名、及它的基類的屬性名；

否則，列表包含對象的屬性名、它的類的屬性名、類的基類的屬性名；（向上逐級找）

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例：

In [8]: dir()?? #搜集當前模塊

Out[8]:

['In',

?'Out',

?'_',

?'_1',

?'_2',

?'_3',

?'_4',

?'_5',

?'_7',

?'__',

?'___',

?'__builtin__',

?'__builtins__',

?'__doc__',

?'__loader__',

?'__name__',

……

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例：

class A:

??? def __init__(self,name=18):

??????? self.name = name

?

class B(A):

??? def __dir__(self):?? #實例的，類中的方法要看第1個參數，是self就是實例的

??????? return ['abcdefg']?? #必須返回列表，若寫為return 'abcd'則返回['a','b','c','d']

?

b = B()

print(sorted(dir(b)))

print(sorted(dir(B)))

print(sorted(b.__dict__))

print(sorted(B.__dict__))

print(dir())?? #pycharm中的dir()，__builtins__內置函數等，如果對象是模塊對象，列表包含模塊的屬性名；

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輸出：

['abcdefg']

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

['name']

['__dir__', '__doc__', '__module__']

['A', 'B', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'b']

?

例：

#example_class_magicmethod2.py

class Animal:

??? X = 123

??? def __init__(self,name):

??????? self._name = name

??????? self.__age = 10

??????? self.weight = 20

?

print("animal module's name = {}".format(dir()))?? #如果對象是模塊對象，列表包含模塊的屬性名；

輸出：

animal module's name = ['Animal', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__']

?

?

# example_class_magicmethod3.py

from example_class_magicmethod2 import Animal

import example_class_magicmethod2

?

class Cat(Animal):

??? X = 'cat'

??? Y = 'abcd'

?

class Dog(Animal):

??? def __dir__(self):

??????? return ['dog']

?

print("current module's name = {}".format(dir()))?? #模塊名詞空間內的屬性

print("example_class_magicmethod2 module's name = {}".format(dir(example_class_magicmethod2)))?? #指定模塊名詞空間內的屬性

?

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

print("object's __dict__ = {}".format(object.__dict__.keys()))?? #祖先類object的字典

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

?

print("Animal class's dir() = {}".format(dir(Animal)))?? #類Animal的dir()

print("Cat class's dir() = {}".format(dir(Cat)))?? #類Cat的dir()

print("Dog class's dir() = {}".format(dir(Dog)))

?

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

tom = Cat('tom')

print("Cat instance's dir() = {}".format(sorted(dir(tom))))?? #實例的dir()，包括tom實例的屬性、Cat類屬性、祖先類object屬性，sorted返回dict的key組成的列表

print("Cat instance's __dir__ = {}".format(sorted(tom.__dir__())))?? #同上

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

?

print(sorted(set(tom.__dict__.keys()) | set(Cat.__dict__.keys()) | set(object.__dict__.keys())))?? #實例的dir()近似等價于該行的__dict__所有（實例的、所屬類的、祖先類的所有屬性）屬性；一般僅用__dict__就夠了，是自己設計的，dir(tom)能查到所有；

?

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

print("Dog class's dir() = {}".format(dir(Dog)))

dog = Dog('snoopy')

print("Dog instance's dir() = {}".format(dir(dog)))

print("Dog instance's __dict__ = {}".format(dog.__dict__))

輸出：

current module's name = ['Animal', 'Cat', 'Dog', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'example_class_magicmethod2']

example_class_magicmethod2 module's name = ['Animal', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

object's __dict__ = dict_keys(['__repr__', '__hash__', '__str__', '__getattribute__', '__setattr__', '__delattr__', '__lt__', '__le__', '__eq__', '__ne__', '__gt__', '__ge__', '__init__', '__new__', '__reduce_ex__', '__reduce__', '__subclasshook__', '__init_subclass__', '__format__', '__sizeof__', '__dir__', '__class__', '__doc__'])

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Animal class's dir() = ['X', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

Cat class's dir() = ['X', 'Y', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

Dog class's dir() = ['X', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Cat instance's dir() = ['X', 'Y', '_Animal__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_name', 'weight']

Cat instance's __dir__ = ['X', 'Y', '_Animal__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_name', 'weight']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

['X', 'Y', '_Animal__age', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '_name', 'weight']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Dog class's dir() = ['X', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

Dog instance's dir() = ['dog']

Dog instance's __dict__ = {'_name': 'snoopy', '_Animal__age': 10, 'weight': 20}

?

例：

class A:

??? def __init__(self,name=18):

??????? self.name = name

?

class B(A):

??? def __dir__(self):

??????? return ['abcdefg']

?

b = B()

print('~~~~~~~~~~~~~')

print(sorted(dir(b)))

print(sorted(dir(B)))?? #與dir(A)相等

print(sorted(dir(A)))

print('~~~~~~~~~~~~~')

print(sorted(b.__dict__))

print(sorted(A.__dict__))

print(sorted(B.__dict__))

print('~~~~~~~~~~~~~')

print(dir())

print(b.__dict__)

輸出：

~~~~~~~~~~~~~

['abcdefg']

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

~~~~~~~~~~~~~

['name']

['__dict__', '__doc__', '__init__', '__module__', '__weakref__']

['__dir__', '__doc__', '__module__']

~~~~~~~~~~~~~

['A', 'B', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'b']

{'name': 18}

?

?

?

__hash__

?

list源碼中的；

??? @staticmethod?? # known case of __new__ #很少用

??? def __new__(*args, **kwargs):?? ?# real signature unknown

??????? """ Create and return a new object.? See help(type) for accurate signature. """

??????? Pass

??? __hash__ = None?? #技巧，類中不可hashable寫法，不可hash類型就是這樣實現的

?

__hash__，內建函數hash()調用的返回值，只能返回一個整型（返回一個整數），如果定義這個方法，該類的實例就可hashable；

一切對象都有__hash__，來自object，object默認還實現了__eq__方法；

__eq__，對應==操作符，判斷2個對象是否相等，返回bool值，若返回None則兩個對象相等；

__hash__方法只是返回一個hash值作為set的key，但是去重還需要__eq__來判斷2個對象是否相等；

哈希，時間復雜度O(1)；

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hash值相等，只是hash沖突，不能說明2個對象是相等的，因此，一般來說，提供__hash__方法是為了作為set或dict的key的，所以去重要同時提供這兩個方法；

類中要兩種同時用，__hash__、__eq__；

?

可hashable對象必須提供__hash__方法，沒有提供的話，isinstance(p1,collections.Hashable)一定為False；

from collections import Hashable

print(Hashable(isinstance(A,Hashable)))?? #很少用，可否hashable用hash()判斷即可

?

注：

元組里有列表則不可hashable；

def __hash__(self)，只能返回整型；

一致性hash，hash環，2^32；

def hash(x):

???????? return x % 3?? #return x % 3000000，沖突域大，則沖突可能性小

md5，單向散列，不可逆；

hash，一般在緩存中用，時間復雜度O(1)；

緩沖，大壩，匹配生產者和消費者速度；

n個實例得到的hash值一樣，hash沖突，dict要解決問題，解決辦法：拉鏈法、開地址法；

__eq__，==，def __eq__(self,other): return None，則兩個對象等效（相等）；

?

例：

In [1]: o = [1,2,3]

In [2]: hash(o) ??#相當于o.__hash__()，等價于None()

---------------------------------------------------------------------------

TypeError???????????????????????????????? Traceback (most recent call last)

<ipython-input-2-5823e6f515e9> in <module>()

----> 1 hash(o)

TypeError: unhashable type: 'list'

In [3]: o.__hash__()

---------------------------------------------------------------------------

TypeError???????????????????????????????? Traceback (most recent call last)

<ipython-input-3-36e00a5ab94a> in <module>()

----> 1 o.__hash__()

TypeError: 'NoneType' object is not callable

?

例：

class A:

??? def __hash__(self):

??????? return 1?? #只能返回整型，否則TypeError: __hash__ method should return an integer

?

print(hash(A()))

輸出：

1

?

例：

class A:

??? __hash__ = None?? #不可hash類型就是這樣實現的

?

print(hash(A()))

輸出：

Traceback (most recent call last):

? File "/home/python/magedu/projects/cmdb/example_class_magicmethod1.py", line 28, in <module>

??? print(hash(A()))

TypeError: unhashable type: 'A'

?

例：

class A:

??? def __init__(self,name=18):

??????? self.name = name

?

??? def __hash__(self):?? #可hashable，hash沖突（hash值一樣）

??????? return 1

?

lst = [A(),A()]

print(lst)

s = set(lst)?? #set還作了is判斷

print(s)

print(len(s))?? #2

for x in s:

??? print(hash(x))

輸出：

[<__main__.A object at 0x7fee3d5f4438>, <__main__.A object at 0x7fee3d5f4b00>]

{<__main__.A object at 0x7fee3d5f4438>, <__main__.A object at 0x7fee3d5f4b00>}

2

1

1

?

例：

class A:

??? def __init__(self,name=18):

??????? self.name = name

?

??? def __hash__(self):?? #可hash

??????? return 1

?

??? def __eq__(self, other):?? #去重，兩個是否相等，相等set才去重；可hash和去重是兩個概念，兩個一塊用

?????????????????? # return False?? #等價于上例，兩個不相等，len(s)為2

??????? # return True

??????? return self.name == other.name

?

a = A(4)

b = A(4)

print(a.__dict__)

print(b.__dict__)

lst = [a,b]

print(lst)

s = set(lst)

print(s)

print(len(s))?? #1

for x in s:

??? print(hash(x))

輸出：

{'name': 4}

{'name': 4}

[<__main__.A object at 0x7f0a3e3ca438>, <__main__.A object at 0x7f0a3e3ca470>]

{<__main__.A object at 0x7f0a3e3ca438>}

1

1

?

例：

設計二維坐標類Point，比較2個坐標是否相等？

from collections import Hashable

?

class Point:

??? def __init__(self,x,y):

??????? self.x = x

??????? self.y = y

?

??? def __hash__(self):

??????? return hash((self.x,self.y))

?

??? def __eq__(self, other):

??????? return self.x == other.x and self.y == other.y

?

p1 = Point(4,5)

p2 = Point(4,5)

print(hash(p1))

print(hash(p2))

print(p1 is p2)?? #False

print(p1 == p2)?? #True

print(set((p1,p2)))

print(isinstance(p2,Hashable))?? #True

輸出：

3713084879518070856

3713084879518070856

False

True

{<__main__.Point object at 0x7fd0fc7e6b38>}

True

?

?

?

__bool__

內建函數bool()，或對象放在邏輯表達式的位置，調用這個函數返回布爾值；

沒有定義__bool__()，就找__len__()返回長度，非0為真；如果__len__()也沒有定義，那么所有實例都返回真；

__bool__()和__len__()都沒有，恒為True；

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empty list、empty set、empty tuple、empty dict，四大皆空，集合類型都為空，等效于False；

?

__bool__，調所有對象，逐級向上找，object中有__bool__的最簡單實現，object上也沒，就找__len__，__len__也沒有，恒為True，一切皆為真；

有__len__，說明是個容器，里面沒有東西說明為空，__len__返回值>=0；

?

注：

鏈表中不寫__bool__，只寫__len__，可實現等效False；

?

例：

class A:

??? pass

?

class B:

??? def __bool__(self):

??????? # return False

??????? return True

?

class C:

??? def __len__(self):

?? ?????# return 0

??????? return 1

???

print(bool(A()))

print(bool(B))

print(bool(B()))

print(bool(C()))

print(C().__len__())

print(len(C()))

輸出：

True

True

True

True

1

1

?

?

?

可視化

__repr__、__str__；

__repr__，內建函數repr()對一個對象獲取字符串表達，如果一個類定義了__repr__()但有定義__str__，那么在請求該類的實例的“非正式”的字符串表示時也將調用__repr__()；

__str__，str()函數，內建函數format、print()調用，需要返回對象的字符串表達；

__bytes__，bytes的時候，返回一個對象的bytes表達，即返回bytes對象；

?

__repr__、__str__都沒有，找object（打印內存地址）；

沒有__str__，找__repr__；

?

沒有__repr__，只有__str__：

str()、format、print使用沒問題；

內部打印找object，如print([A()])，顯示[<__main__.A object at 0x7f5ac6059470>]；

?

一般__repr__、__str__兩個都要，寫的一模一樣；

技巧，在定義__repr__后，__str__ =? __repr__，類似__hash__ = None；

?

例：

class A:

??? def __init__(self):

??????? self.a = 'a'

??????? self.b = 'b'

?

??? def __repr__(self):

??????? return 'repr: {},{}'.format(self.a,self.b)

?

??? def __str__(self):

??????? return 'str: {},{}'.format(self.a,self.b)

?

print(A())?? #print函數使用__str__

print([A()])?? #[]使用__str__，但其內部使用__repr__

print(([str(A())]))?? #[]使用__str__，str()函數也使用__str__

print('str:a,b')

s = 'b'

print(['a'],(s,))

輸出：

str: a,b

[repr: a,b]

['str: a,b']

str:a,b

['a'] ('b',)

?

例2：

class A:

??? def __init__(self):

??????? self.a = 'a'

??????? self.b = 'b'

?

??? # def __repr__(self):

??? #???? return 'repr: {},{}'.format(self.a,self.b)

?

??? def __str__(self):

??????? return 'str: {},{}'.format(self.a,self.b)

?

print(A())

print([A()])?? #內部調用__repr__()，__repr__()沒有則調用object打印內存地址

print(([str(A())]))

print('str:a,b')

s = 'b'

print(['a'],(s,))

輸出：

str: a,b

[<__main__.A object at 0x7f5ac6059470>]

['str: a,b']

str:a,b

['a'] ('b',)

?

?