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Python运算符重载详解及实例代码(python运算符的用法)

编辑:rootadmin

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Python运算符重载

Python语言提供了运算符重载功能,增强了语言的灵活性,这一点与C++有点类似又有些不同。鉴于它的特殊性,今天就来讨论一下Python运算符重载。

Python语言本身提供了很多魔法方法,它的运算符重载就是通过重写这些Python内置魔法方法实现的。这些魔法方法都是以双下划线开头和结尾的,类似于__X__的形式,python通过这种特殊的命名方式来拦截操作符,以实现重载。当Python的内置操作运用于类对象时,Python会去搜索并调用对象中指定的方法完成操作。

类可以重载加减运算、打印、函数调用、索引等内置运算,运算符重载使我们的对象的行为与内置对象的一样。Python在调用操作符时会自动调用这样的方法,例如,如果类实现了__add__方法,当类的对象出现在+运算符中时会调用这个方法。

常见运算符重载方法

方法名

重载说明

运算符调用方式

__init__

构造函数

对象创建: X = Class(args)

__del__

析构函数

X对象收回

__add__/__sub__

加减运算

X+Y, X+=Y/X-Y, X-=Y

__or__

运算符|

X|Y, X|=Y

_repr__/__str__

打印/转换

print(X)、repr(X)/str(X)

__call__

函数调用

X(*args, **kwargs)

__getattr__

属性引用

X.undefined

__setattr__

属性赋值

X.any=value

__delattr__

属性删除

del X.any

__getattribute__

属性获取

X.any

__getitem__

索引运算

X[key],X[i:j]

__setitem__

索引赋值

X[key],X[i:j]=sequence

__delitem__

索引和分片删除

del X[key],del X[i:j]

__len__

长度

len(X)

__bool__

布尔测试

Python运算符重载详解及实例代码(python运算符的用法)

bool(X)

__lt__, __gt__,

__le__, __ge__,

__eq__, __ne__

特定的比较

依次为X<Y,X>Y,X<=Y,X>=Y,

X==Y,X!=Y

注释:(lt: less than, gt: greater than,

le: less equal, ge: greater equal,

eq: equal, ne: not equal

__radd__

右侧加法

other+X

__iadd__

实地(增强的)加法

X+=Y(or else __add__)

__iter__, __next__

迭代

I=iter(X), next()

__contains__

成员关系测试

item in X(X为任何可迭代对象)

__index__

整数值

hex(X), bin(X), oct(X)

__enter__, __exit__

环境管理器

with obj as var:

__get__, __set__,

__delete__

描述符属性

X.attr, X.attr=value, del X.attr

__new__

创建

在__init__之前创建对象

下面对常用的运算符方法的使用进行一下介绍。

构造函数和析构函数:__init__和__del__

它们的主要作用是进行对象的创建和回收,当实例创建时,就会调用__init__构造方法。当实例对象被收回时,析构函数__del__会自动执行。

加减运算:__add__和__sub__

重载这两个方法就可以在普通的对象上添加+-运算符操作。下面的代码演示了如何使用+-运算符,如果将代码中的__sub__方法去掉,再调用减号运算符就会出错。

对象的字符串表达形式:__repr__和__str__

这两个方法都是用来表示对象的字符串表达形式:print()、str()方法会调用到__str__方法,print()、str()和repr()方法会调用__repr__方法。从下面的例子可以看出,当两个方法同时定义时,Python会优先搜索并调用__str__方法。

索引取值和赋值:__getitem__, __setitem__

通过实现这两个方法,可以通过诸如 X[i] 的形式对对象进行取值和赋值,还可以对对象使用切片操作。

设置和访问属性:__getattr__、__setattr__

我们可以通过重载__getattr__和__setattr__来拦截对对象成员的访问。__getattr__在访问对象中不存在的成员时会自动调用。__setattr__方法用于在初始化对象成员的时候调用,即在设置__dict__的item时就会调用__setattr__方法。具体例子如下:

上面代码的运行结果如下,从结果可以看出,访问不存在的变量x时会调用__getattr__方法;当__init__被调用的时候,赋值运算也会调用__setattr__方法。

迭代器对象: __iter__, __next__

Python中的迭代,可以直接通过重载__getitem__方法来实现,看下面的例子。

通过上面的方法是可以实现迭代,但并不是最好的方式。Python的迭代操作会优先尝试调用__iter__方法,再尝试__getitem__。迭代环境是通过iter去尝试寻找__iter__方法来实现,而这种方法返回一个迭代器对象。如果这个方法已经提供,Python会重复调用迭代器对象的next()方法,直到发生StopIteration异常。如果没有找到__iter__,Python才会尝试使用__getitem__机制。下面看一下迭代器的例子。

程序的运行结果如下:

可见实现了__iter__和__next__方法后,可以通过for in的方式迭代遍历对象,也可以通过iter()和next()方法迭代遍历对象。

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