Python的雙下方法怎么使用

本文小編為大家詳細介紹“Python的雙下方法怎么使用”，內容詳細，步驟清晰，細節處理妥當，希望這篇“Python的雙下方法怎么使用”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學習新知識吧。

前言

大家在寫 Python 代碼的時候有沒有這樣的疑問。

為什么數學中的+號，在字符串運算中卻變成拼接功能，如'ab' + 'cd'結果為abcd；而*號變成了重復功能，如'ab' * 2結果為abab。

為什么某些對象print能輸出數據，而print自定義的類對象卻輸出一堆看不懂的代碼<__main__.MyCls object at 0x105732250>。

不是因為系統做了特殊定制，而是 Python 中有一類特殊的方法，在某些特定的場合會自動調用。如，在字符串類str中定義了__add__方法后，當代碼遇到字符串相加'ab' + 'cd'時，就會自動調用__add__方法完成字符串拼接。

因為這類特殊方法的方法名都是以雙下劃線開始和結束，所以又被稱為雙下方法。

Python 中的雙下方法很多，今天我們對它做個詳解。

Python中的雙下方法

1. init方法

__init__的方法是很多人接觸的第一個雙下方法。

class A:
    def __init__(self, a):
        self.a = a

當調用A()實例化對象的時候，__init__方法會被自動調用，完成對象的初始化。

2. 運算符的雙下方法

在類中定義運算符相關的雙下方法，可以直接在類對象上做加減乘除、比較等操作。

這里，定義一個尺子類Rule，它包含一個屬性r_len代表尺子的長度。

class Rule:
    def __init__(self, r_len):
        self.r_len = r_len

2.1 比較運算符

如果想按照尺子的長度對不同的尺子做比較，需要在Rule類中定義比較運算符。

class Rule:
    def __init__(self, r_len):
        self.r_len = r_len

    # < 運算符
    def __lt__(self, other):
        return self.r_len < other.r_len

    # <= 運算符
    def __le__(self, other):
        return self.r_len <= other.r_len

    # > 運算符
    def __gt__(self, other):
        return self.r_len > other.r_len

    # >= 運算符
    def __ge__(self, other):
        return self.r_len >= other.r_len

這里定義了<、<=、>和>=四個比較運算符，這樣就可以用下面的代碼比較Rule對象了。

rule1 = Rule(10)
rule2 = Rule(5)
print(rule1 > rule2)  # True
print(rule1 >= rule2)  # True
print(rule1 < rule2)  # False
print(rule1 <= rule2)  # False

當用>比較rule1和rule2的時候，rule1對象會自動調用__gt__方法，并將rule2對象傳給other參數，完成比較。

下面是比較運算符的雙下方法

比較運算符雙下方法

2.2 算術運算符

可以支持類對象加減乘除。

def __add__(self, other):
    return Rule(self.r_len + other.r_len)

這里定義了__add__方法，對應的是+運算符，他會把兩個尺子的長度相加，并生成新的尺子。

rule1 = Rule(10)
rule2 = Rule(5)
rule3 = rule1 + rule2

下面是算術運算符的雙下方法

2.3 反向算術運算符

它支持其他類型的變量與Rule類相加。以__radd__方法為例

def __radd__(self, other):
    return self.r_len + other

rule1 = Rule(10)
rule2 = 10 + rule1

程序執行10 + rule1時，會嘗試調用int類的__add__但int類類沒有定義與Rule類對象相加的方法，所以程序會調用+號右邊對象rule1的__radd__方法，并把10傳給other參數。

所以這種運算符又叫右加運算符。它所支持的運算符與上面的算術運算符一樣，方法名前加r即可。

2.4 增量賦值運算符

增量賦值運算符是+=、-=、*=、/=等。

def __iadd__(self, other):
    self.r_len += other
    return self

rule1 = Rule(10)
rule1 += 5

除了__pmod__方法，其他的跟算數運算符一樣，方面名前都加i。

2.4 位運算符

這部分支持按二進制進行取反、移位和與或非等運算。由于Rule類不涉及位運算，所以我們換一個例子。

定義二進制字符串的類BinStr，包含bin_str屬性，表示二進制字符串。

class BinStr:
    def __init__(self, bin_str):
        self.bin_str = bin_str

x = BinStr('1010')  #創建二進制字符串對象
print(x.bin_str) # 1010

給BinStr定義一個取反運算符~

# ~ 運算符
def __invert__(self):
    inverted_bin_str = ''.join(['1' if i == '0' else '0' for i in self.bin_str])
    return BinStr(inverted_bin_str)

__invert__方法中，遍歷bin_str字符串，將每位取反，并返回一個新的BinStr類對象。

x = BinStr('1011')

invert_x = ~x
print(invert_x.bin_str) # 0100

下面是位運算符的雙下方法

這部分也支持反向位運算符和增量賦值位運算符，規則跟算數運算符一樣，這里就不再贅述。

3.字符串表示

這部分涉及兩個雙下方法__repr__和__format__，在某些特殊場景，如print，會自動調用，將對象轉成字符串。

還是以BinStr為例，先寫__repr__方法。

def __repr__(self):
    decimal = int('0b'+self.bin_str, 2)
    return f'二進制字符串：{self.bin_str}，對應的十進制數字：{decimal}'

x = BinStr('1011')
print(x)
# 輸出：二進制字符串：1011，對應的十進制數字：11

當程序執行print(x)時，會自動調用__repr__方法，獲取對象x對應的字符串。

再寫__format__方法，它也是將對象格式化為字符串。

def __format__(self, format_spec):
    return format_spec % self.bin_str

print('{0:二進制字符串：%s}'.format(x))
# 輸出：二進制字符串：1011

當.format方法的前面字符串里包含0:時，就會自動調用__format__方法，并將字符串傳給format_spec參數。

4.數值轉換

調用int(obj)、float(obj)等方法，可以將對象轉成相對應數據類型的數據。

def __int__(self):
    return int('0b'+self.bin_str, 2)

x = BinStr('1011')
print(int(x))

當調用int(x)時，會自動調用__int__方法，將二進制字符串轉成十進制數字。

數值轉換除了上面的兩個外，還有__abs__、__bool__、__complex__、__hash__、__index__和__str__。

__str__和__repr__一樣，在print時都會被自動調用，但__str__優先級更高。

5.集合相關的雙下方法

這部分可以像集合那樣，定義對象長度、獲取某個位置元素、切片等方法。

以__len__和__getitem__為例

def __len__(self):
    return len(self.bin_str)

def __getitem__(self, item):
    return self.bin_str[item]

x = BinStr('1011')

print(len(x))  # 4
print(x[0])  # 1
print(x[0:3])  # 101

len(x)會自動調用__len__返回對象的長度。

通過[]方式獲取對象的元素時，會自動調用__getitem__方法，并將切片對象傳給item參數，即可以獲取單個元素，還可以獲取切片。

集合相關的雙下方法還包括__setitem__、__delitem__和__contains__。

6.迭代相關的雙下方法

可以在對象上使用for-in遍歷。

def __iter__(self):
    self.cur_i = -1
    return self

def __next__(self):
    self.cur_i += 1
    if self.cur_i >= len(self.bin_str):
        raise StopIteration()  # 退出迭代
    return self.bin_str[self.cur_i]

x = BinStr('1011')
for i in x:
    print(i)

當在x上使用for-in循環時，會先調用__iter__方法將游標cur_i置為初始值-1，然后不斷調用__next__方法遍歷self.bin_str中的每一位。

這部分還有一個__reversed__方法用來反轉對象。

def __reversed__(self):
    return BinStr(''.join(list(reversed(self.bin_str))))

x = BinStr('1011')
reversed_x = reversed(x)
print(reversed_x)
# 輸出：二進制字符串：1101，對應的十進制數字：13

7.類相關的雙下方法

做 web 開發的朋友，用類相關的雙下方法會更多一些。

7.1 實例的創建和銷毀

實例的創建是__new__和__init__方法，實例的銷毀是__del__方法。

__new__的調用早于__init__，它的作用是創建對象的實例（內存開辟一段空間），而后才將該實例傳給__init__方法，完成實例的初始化。

由于__new__是類靜態方法，因此它可以控制對象的創建，從而實現單例模式。

__del__方法在實例銷毀時，被自動調用，可以用來做一些清理工作和資源釋放的工作。

7.2 屬性管理

類屬性的訪問和設置。包括__getattr__、__getattribute__、__setattr__和__delattr__方法。

__getattr__和__getattribute__的區別是，當訪問類屬性時，無論屬性存不存在都會調用__getattribute__方法，只有當屬性不存在時才會調用__getattr__方法。

7.3 屬性描述符

控制屬性的訪問，一般用于把屬性的取值控制在合理范圍內。包括__get__、__set__和__delete__方法。

class XValidation:
    def __get__(self, instance, owner):
        return self.x

    def __set__(self, instance, value):
        if 0 <= value <= 100:
            self.x = value
        else:
            raise Exception('x不能小于0，不能大于100')

    def __delete__(self, instance):
        print('刪除屬性')


class MyCls:
    x = XValidation()

    def __init__(self, n):
        self.x = n

obj = MyCls(10)
obj.x = 101
print(obj.x) # 拋異常：Exception: x不能小于0，不能大于100

上述例子，通過類屬性描述符，可以將屬性x的取值控制在[0, 100]之前，防止不合法的取值。

讀到這里，這篇“Python的雙下方法怎么使用”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。