Python学习笔记（Task11：魔法方法）

男娘i 2023-05-29 03:43 8阅读 0赞

# 魔法方法 #

据说，Python 的对象天生拥有一些神奇的方法，它们总被双下划线所包围，他们是面向对象的 Python 的一切。

他们是可以给你的类增加魔力的特殊方法，如果你的对象实现（重载）了这些方法中的某一个，那么这个方法就会在特殊的情况下被 Python 所调用，你可以定义自己想要的行为，而这一切都是自动发生的。

Python 的魔术方法非常强大，然而随之而来的则是责任。了解正确的方法去使用非常重要！

## 基本的魔法方法 ##

*  **new**(cls\[, …\])

1.  **new** 是在一个对象实例化的时候所调用的第一个方法
2.  它的第一个参数要实例化的类，此参数在实例化时由 Python 解释器自动提供，后面的参数直接传递给\_\_init\_\_。
3.  **new** 对当前类进行了实例化，并将实例返回，传给\_\_init\_\_的self。但是，执行了\_\_new\_\_，并不一定会进入\_\_init\_\_，只有\_\_new\_\_返回了，当前类`cls`的实例，当前类的\_\_init\_\_才会进入。
4.  若\_\_new\_\_没有正确返回当前类cls的实例，那\_\_init\_\_是不会被调用的，即使是父类的实例也不行，将没有\_\_init\_\_被调用。![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70]![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]
5.  利用\_\_new\_\_实现单例模式。![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]![在这里插入图片描述][2019110417482492.png]
6.  \_\_new\_\_方法主要是当你继承一些不可变的 class 时（比如int, str, tuple）， 提供给你一个自定义这些类的实例化过程的途径。![在这里插入图片描述][20191104175050260.png]

*  **init**(self\[, …\]) 构造器，当一个实例被创建的时候调用的初始化方法![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]
 *  **del**(self) 析构器，当一个实例被销毁的时候调用的方法

> Python 采用自动引用计数（ARC）方式来回收对象所占用的空间，当程序中有一个变量引用该 Python 对象时，Python 会自动保证该对象引用计数为 1；当程序中有两个变量引用该 Python 对象时，Python 会自动保证该对象引用计数为 2，依此类推，如果一个对象的引用计数变成了 0，则说明程序中不再有变量引用该对象，表明程序不再需要该对象，因此 Python 就会回收该对象。  
> 大部分时候，Python 的 ARC 都能准确、高效地回收系统中的每个对象。但如果系统中出现循环引用的情况，比如对象 a 持有一个实例变量引用对象 b，而对象 b 又持有一个实例变量引用对象 a，此时两个对象的引用计数都是 1，而实际上程序已经不再有变量引用它们，系统应该回收它们，此时 Python 的垃圾回收器就可能没那么快，要等专门的循环垃圾回收器（Cyclic Garbage Collector）来检测并回收这种引用循环。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

*  **call**(self\[, args…\]) 允许一个类的实例像函数一样被调用：x(a, b) 调用 x.**call**(a, b)
 *  **len**(self) 定义当被 len() 调用时的行为
 *  **str**(self) 定义当被 str() 调用时的行为

1.  当你打印一个对象的时候，触发\_\_str\_\_
2.  当你使用%s格式化的时候，触发\_\_str\_\_
3.  str强转数据类型的时候，触发\_\_str\_\_

*  **repr**(self) 定义当被 repr() 调用时的行为

1.  repr是str的备胎
2.  有\_\_str\_\_的时候执行\_\_str\_\_,没有实现\_\_str\_\_的时候，执行\_\_repr\_\_
3.  repr(obj)内置函数对应的结果是\_\_repr\_\_的返回值
4.  当你使用%r格式化的时候 触发\_\_repr\_\_![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]![在这里插入图片描述][20191104180506133.png]  
    **str**(self) 的返回结果可读性强。也就是说，**str** 的意义是得到便于人们阅读的信息，就像下面的 ‘2019-10-11’ 一样。  
    **repr**(self) 的返回结果应更准确。怎么说，**repr** 存在的目的在于调试，便于开发者使用。![在这里插入图片描述][2019110418092452.png]![在这里插入图片描述][20191104180936364.png]

*  **bytes**(self) 定义当被 bytes() 调用时的行为
 *  **hash**(self) 定义当被 hash() 调用时的行为
 *  **bool**(self) 定义当被 bool() 调用时的行为，应该返回 True 或 False
 *  **format**(self, format\_spec) 定义当被 format() 调用时的行为  
    有关属性
 *  **dir**(self) 定义当 dir() 被调用时的行为

## 描述符 ##

*  **get**(self, instance, owner) 定义当描述符的值被取得时的行为
 *  **set**(self, instance, value) 定义当描述符的值被改变时的行为
 *  **delete**(self, instance) 定义当描述符的值被删除时的行为

## 属性访问 ##

*  **getattr**(self, name) 定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为
 *  **getattribute**(self, name) 定义当该类的属性被访问时的行为
 *  **setattr**(self, name, value) 定义当一个属性被设置时的行为
 *  **delattr**(self, name) 定义当一个属性被删除时的行为

## 比较操作符 ##

*  **lt**(self, other) 定义小于号的行为：x < y 调用 x.**lt**(y)
 *  **le**(self, other) 定义小于等于号的行为：x <= y 调用 x.**le**(y)
 *  **eq**(self, other) 定义等于号的行为：x == y 调用 x.**eq**(y)
 *  **ne**(self, other) 定义不等号的行为：x != y 调用 x.**ne**(y)
 *  **gt**(self, other) 定义大于号的行为：x > y 调用 x.**gt**(y)
 *  **ge**(self, other) 定义大于等于号的行为：x >= y 调用 x.**ge**(y)

## 算数运算符 ##

*  **add**(self, other) 定义加法的行为：+
 *  **sub**(self, other) 定义减法的行为：-![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]![在这里插入图片描述][20191104181433548.png]
 *  **mul**(self, other) 定义乘法的行为：\*
 *  **truediv**(self, other) 定义真除法的行为：/
 *  **floordiv**(self, other) 定义整数除法的行为：//
 *  **mod**(self, other) 定义取模算法的行为：%
 *  **divmod**(self, other) 定义当被 divmod() 调用时的行为![在这里插入图片描述][20191104181537527.png]
 *  **pow**(self, other\[, modulo\]) 定义当被 power() 调用或 \*\* 运算时的行为
 *  **lshift**(self, other) 定义按位左移位的行为：<<
 *  **rshift**(self, other) 定义按位右移位的行为：>>
 *  **and**(self, other) 定义按位与操作的行为：&
 *  **xor**(self, other) 定义按位异或操作的行为：^
 *  **or**(self, other) 定义按位或操作的行为：|

## 反运算 ##

*  **radd**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）  
    a + b 这里加数是a，被加数是b，因此是a主动，反运算就是如果a对象的\_\_add\_\_()方法没有实现或者不支持相应的操作，那么 Python 就会调用b的\_\_radd\_\_()方法。![在这里插入图片描述][20191104181830734.png]
 *  **rsub**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rmul**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rtruediv**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rfloordiv**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rmod**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rdivmod**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rpow**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rlshift**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rrshift**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **rxor**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）
 *  **ror**(self, other) （与上方相同，当左操作数不支持相应的操作时被调用）

## 增量赋值运算 ##

*  **iadd**(self, other) 定义赋值加法的行为：+=
 *  **isub**(self, other) 定义赋值减法的行为：-=
 *  **imul**(self, other) 定义赋值乘法的行为：\*=
 *  **itruediv**(self, other) 定义赋值真除法的行为：/=
 *  **ifloordiv**(self, other) 定义赋值整数除法的行为：//=
 *  **imod**(self, other) 定义赋值取模算法的行为：%=
 *  **ipow**(self, other\[, modulo\]) 定义赋值幂运算的行为：\*\*=
 *  **ilshift**(self, other) 定义赋值按位左移位的行为：<<=
 *  **irshift**(self, other) 定义赋值按位右移位的行为：>>=
 *  **iand**(self, other) 定义赋值按位与操作的行为：&=
 *  **ixor**(self, other) 定义赋值按位异或操作的行为：^=
 *  **ior**(self, other) 定义赋值按位或操作的行为：|=

## 一元操作符 ##

*  **neg**(self) 定义正号的行为：+x
 *  **pos**(self) 定义负号的行为：-x
 *  **abs**(self) 定义当被 abs() 调用时的行为
 *  **invert**(self) 定义按位求反的行为：~x

## 类型转换 ##

*  **complex**(self) 定义当被 complex() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
 *  **int**(self) 定义当被 int() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
 *  **float**(self) 定义当被 float() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
 *  **round**(self\[, n\]) 定义当被 round() 调用时的行为（需要返回恰当的值）
 *  **index**(self)

1.  当对象是被应用在切片表达式中时，实现整形强制转换
2.  如果你定义了一个可能在切片时用到的定制的数值型,你应该定义 **index**
3.  如果 **index** 被定义，则 **int** 也需要被定义，且返回相同的值

## 上下文管理（with 语句） ##

*  **enter**(self)

1.  定义当使用 with 语句时的初始化行为
2.  **enter** 的返回值被 with 语句的目标或者 as 后的名字绑定

*  **exit**(self, exc\_type, exc\_value, traceback)

1.  定义当一个代码块被执行或者终止后上下文管理器应该做什么
2.  一般被用来处理异常，清除工作或者做一些代码块执行完毕之后的日常工作

## 容器类型 ##

**定制序列**  
协议（Protocols）与其它编程语言中的接口很相似，它规定你哪些方法必须要定义。然而，在 Python 中的协议就显得不那么正式。事实上，在 Python 中，协议更像是一种指南。

*容器类型的协议*

1.  如果说你希望定制的容器是不可变的话，你只需要定义\_\_len\_\_()和\_\_getitem\_\_()方法。
2.  如果你希望定制的容器是可变的话，除了\_\_len\_\_()和\_\_getitem\_\_()方法，你还需要定义\_\_setitem\_\_()和\_\_delitem\_\_()两个方法。

*  **len**(self) 定义当被 len() 调用时的行为（返回容器中元素的个数）
 *  **getitem**(self, key) 定义获取容器中指定元素的行为，相当于 self\[key\]
 *  **setitem**(self, key, value) 定义设置容器中指定元素的行为，相当于 self\[key\] = value
 *  **delitem**(self, key) 定义删除容器中指定元素的行为，相当于 del self\[key\]
 *  **iter**(self) 定义当迭代容器中的元素的行为
 *  **reversed**(self) 定义当被 reversed() 调用时的行为
 *  **contains**(self, item) 定义当使用成员测试运算符（in 或 not in）时的行为

## 迭代器 ##

*  迭代是 Python 最强大的功能之一，是访问集合元素的一种方式。
 *  迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。
 *  迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。
 *  迭代器只能往前不会后退。
 *  字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器

迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()：

1.  iter(object) 函数用来生成迭代器。
2.  next(iterator\[, default\]) 返回迭代器的下一个项目。  
    iterator – 可迭代对象  
    default – 可选，用于设置在没有下一个元素时返回该默认值，如果不设置，又没有下一个元素则会触发 StopIteration 异常。

把一个类作为一个迭代器使用需要在类中实现两个魔法方法 **iter**() 与 **next**() 。

*  **iter**(self)定义当迭代容器中的元素的行为，返回一个特殊的迭代器对象， 这个迭代器对象实现了 **next**() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成。
 *  **next**() 返回下一个迭代器对象。
 *  StopIteration 异常用于标识迭代的完成，防止出现无限循环的情况，在 **next**() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。

## 生成器 ##

*  在 Python 中，使用了 yield 的函数被称为生成器（generator）。
 *  跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器。
 *  在调用生成器运行的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时从当前位置继续运行。
 *  调用一个生成器函数，返回的是一个迭代器对象。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104173432604.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104173549705.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104174803478.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[2019110417482492.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2019110417482492.png
[20191104175050260.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104175050260.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104173954967.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104175543674.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104180448786.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191104180506133.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104180506133.png
[2019110418092452.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2019110418092452.png
[20191104180936364.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104180936364.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104181422972.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NTU2NTk5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191104181433548.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104181433548.png
[20191104181537527.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104181537527.png
[20191104181830734.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191104181830734.png