前面章节介绍了 Python 中的各个序列类型,每个类型都有其独特的操作方法,例如列表类型支持直接做加法操作实现添加元素的功能,字符串类型支持直接做加法实现字符串的拼接功能,也就是说,同样的运算符对于不同序列类型的意义是不一样的,这是怎么做到的呢?
其实在 Python 内部,每种序列类型都是 Python 的一个类,例如列表是 list 类,字典是 dict 类等,这些序列类的内部使用了一个叫作“重载运算符”的技术来实现不同运算符所对应的操作。
所谓重载运算符,指的是在类中定义并实现一个与运算符对应的处理方法,这样当类对象在进行运算符操作时,系统就会调用类中相应的方法来处理。
这里给大家举一个与重载运算符相关的实例:
class MyClass: #自定义一个类 def __init__(self, name , age): #定义该类的初始化函数 self.name = name #将传入的参数值赋值给成员交量 self.age = age def __str__(self): #用于将值转化为字符串形式,等同于 str(obj) return "name:"+self.name+";age:"+str(self.age) __repr__ = __str__ #转化为供解释器读取的形式 def __lt__(self, record): #重载 self<record 运算符 if self.age < record.age: return True else: return False def __add__(self, record): #重载 + 号运算符 return MyClass(self.name, self.age+record.age) myc = MyClass("Anna", 42) #实例化一个对象 Anna,并为其初始化 mycl = MyClass("Gary", 23) #实例化一个对象 Gary,并为其初始化 print(repr(myc)) #格式化对象 myc, print(myc) #解释器读取对象 myc,调用 repr print (str (myc)) #格式化对象 myc ,输出"name:Anna;age:42" print(myc < mycl) #比较 myc<mycl 的结果,输出 False print (myc+mycl) #进行两个 MyClass 对象的相加运算,输出 "name:Anna;age:65"
输出结果为:
name:Anna;age:42
name:Anna;age:42
name:Anna;age:42
False
name:Anna;age:65
这个例子中,MyClass 类中重载了 repr、str、<、+ 运算符,并用 MyClass 实例化了两个对象 myc 和 mycl。
通过将 myc 进行 repr、str 运算,从输出结果中可以看到,程序调用了重载的操作符方法 __repr__ 和 __str__。而令 myc 和 mycl 进行 < 号的比较运算以及加法运算,从输出结果中可以看出,程序调用了重载 < 号的方法 __lt__ 和 __add__ 方法。
那么,Python 类支持对哪些方法进行重载呢?这个给大家提供一个表格(表 1),列出了 Python 中常用的可重载的运算符,以及各自的含义。
重载运算符 | 含义 |
---|---|
__new__ | 创建类,在 __init__ 之前创建对象 |
__init__ | 类的构造函数,其功能是创建类对象时做初始化工作。 |
__del__ | 析构函数,其功能是销毁对象时进行回收资源的操作 |
__add__ | 加法运算符 +,当类对象 X 做例如 X+Y 或者 X+=Y 等操作,内部会调用此方法。但如果类中对 __iadd__ 方法进行了重载,则类对象 X 在做 X+=Y 类似操作时,会优先选择调用 __iadd__ 方法。 |
__radd__ | 当类对象 X 做类似 Y+X 的运算时,会调用此方法。 |
__iadd__ | 重载 += 运算符,也就是说,当类对象 X 做类似 X+=Y 的操作时,会调用此方法。 |
__or__ | “或”运算符 |,如果没有重载 __ior__,则在类似 X|Y、X|=Y 这样的语句中,“或”符号生效 |
__repr__,__str__ | 格式转换方法,分别对应函数 repr(X)、str(X) |
__call__ | 函数调用,类似于 X(*args, **kwargs) 语句 |
__getattr__ | 点号运算,用来获取类属性 |
__setattr__ | 属性赋值语句,类似于 X.any=value |
__delattr__ | 删除属性,类似于 del X.any |
__getattribute__ | 获取属性,类似于 X.any |
__getitem__ | 索引运算,类似于 X[key],X[i:j] |
__setitem__ | 索引赋值语句,类似于 X[key], X[i:j]=sequence |
__delitem__ | 索引和分片删除 |
__get__, __set__, __delete__ | 描述符属性,类似于 X.attr,X.attr=value,del X.attr |
__len__ | 计算长度,类似于 len(X) |
__lt__,__gt__,__le__,__ge__,__eq__,__ne__ | 比较,分别对应于 <、>、<=、>=、=、!= 运算符。 |
__iter__,__next__ | 迭代环境下,生成迭代器与取下一条,类似于 I=iter(X) 和 next() |
__contains__ | 成员关系测试,类似于 item in X |
__index__ | 整数值,类似于 hex(X),bin(X),oct(X) |
__enter__,__exit__ | 在对类对象执行类似 with obj as var 的操作之前,会先调用 __enter__ 方法,其结果会传给 var;在最终结束该操作之前,会调用 __exit__ 方法(常用于做一些清理、扫尾的工作) |
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