Python运算符重载详解及实例代码


Posted in Python onMarch 07, 2017

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 bool(X)
__lt__, __gt__,  __le__, __ge__,  __eq__, __ne__ 特定的比较 依次为XY,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。

>>> class Human(): 
...   def __init__(self, n): 
...     self.name = n 
...       print("__init__ ",self.name) 
...   def __del__(self): 
...     print("__del__") 
...  
>>> h = Human('Tim') 
__init__ Tim 
>>> h = 'a' 
__del__

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。

>>> class Computation(): 
...   def __init__(self,value): 
...     self.value = value 
...   def __add__(self,other): 
...     return self.value + other 
...   def __sub__(self,other): 
...     return self.value - other 
...  
>>> c = Computation(5) 
>>> c + 5 
10 
>>> c - 3 
2

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。

>>> class Str(object): 
...   def __str__(self): 
...     return "__str__ called"   
...   def __repr__(self): 
...     return "__repr__ called" 
...  
>>> s = Str() 
>>> print(s) 
__str__ called 
>>> repr(s) 
'__repr__ called' 
>>> str(s) 
'__str__ called'

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。

>>> class Indexer: 
  data = [1,2,3,4,5,6] 
  def __getitem__(self,index): 
    return self.data[index] 
  def __setitem__(self,k,v): 
    self.data[k] = v 
    print(self.data) 
>>> i = Indexer() 
>>> i[0] 
1 
>>> i[1:4] 
[2, 3, 4] 
>>> i[0]=10 
[10, 2, 3, 4, 5, 6]

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:

class A(): 
  def __init__(self,ax,bx): 
    self.a = ax 
    self.b = bx 
  def f(self): 
    print (self.__dict__) 
  def __getattr__(self,name): 
    print ("__getattr__") 
  def __setattr__(self,name,value): 
    print ("__setattr__") 
    self.__dict__[name] = value 
 
a = A(1,2) 
a.f() 
a.x 
a.x = 3 
a.f()

     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。

__setattr__ 
__setattr__ 
{'a': 1, 'b': 2} 
__getattr__ 
__setattr__ 
{'a': 1, 'x': 3, 'b': 2}

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。

>>> class Indexer: 
...   data = [1,2,3,4,5,6] 
...   def __getitem__(self,index): 
...       return self.data[index] 
...  
>>> x = Indexer() 
>>> for item in x: 
...   print(item) 
...  
1 
2 
3 
4 
5 
6

      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。

class Next(object): 
  def __init__(self, data=1): 
    self.data = data 
  def __iter__(self): 
    return self 
  def __next__(self): 
    print("__next__ called") 
    if self.data > 5: 
      raise StopIteration 
    else: 
      self.data += 1 
      return self.data 
for i in Next(3): 
  print(i) 
print("-----------") 
n = Next(3) 
i = iter(n) 
while True: 
  try: 
    print(next(i)) 
  except Exception as e: 
    break

   程序的运行结果如下:

__next__ called 
4 
__next__ called 
5 
__next__ called 
6 
__next__ called 
----------- 
__next__ called 
4 
__next__ called 
5 
__next__ called 
6 
__next__ called

    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。

感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

Python 相关文章推荐
Python实现的tab文件操作类分享
Nov 20 Python
Python3中的json模块使用详解
May 05 Python
对python抓取需要登录网站数据的方法详解
May 21 Python
详解Python最长公共子串和最长公共子序列的实现
Jul 07 Python
Python实现动态添加属性和方法操作示例
Jul 25 Python
对sklearn的使用之数据集的拆分与训练详解(python3.6)
Dec 14 Python
Python正则表达式匹配日期与时间的方法
Jul 07 Python
Python递归函数 二分查找算法实现解析
Aug 12 Python
详解如何在cmd命令窗口中搭建简单的python开发环境
Aug 29 Python
Python中使用filter过滤列表的一个小技巧分享
May 02 Python
Python调用OpenCV实现图像平滑代码实例
Jun 19 Python
Python通过zookeeper实现分布式服务代码解析
Jul 22 Python
利用Python中的pandas库对cdn日志进行分析详解
Mar 07 #Python
python下os模块强大的重命名方法renames详解
Mar 07 #Python
深入理解python中的atexit模块
Mar 07 #Python
Python 备份程序代码实现
Mar 06 #Python
Python与Java间Socket通信实例代码
Mar 06 #Python
python使用arcpy.mapping模块批量出图
Mar 06 #Python
python与php实现分割文件代码
Mar 06 #Python
You might like
php查看session内容的函数
2008/08/27 PHP
php横向重复区域显示二法
2008/09/25 PHP
php smarty模板引擎的6个小技巧
2014/04/24 PHP
微信支付开发教程(一)微信支付URL配置
2014/05/28 PHP
全面解析PHP验证码的实现原理 附php验证码小案例
2016/08/17 PHP
PHP 进程池与轮询调度算法实现多任务的示例代码
2019/11/26 PHP
js arguments对象应用介绍
2012/11/28 Javascript
jQuery的slideToggle方法实例
2013/05/07 Javascript
Java/JS获取flash高宽的具体方法
2013/12/27 Javascript
js调试系列 控制台命令行API使用方法
2014/06/18 Javascript
kindeditor编辑器点中图片滚动条往上顶的bug
2015/07/05 Javascript
javascript的BOM汇总
2015/07/16 Javascript
分享有关jQuery中animate、slide、fade等动画的连续触发、滞后反复执行的bug
2016/01/10 Javascript
使用PHP+JavaScript将HTML页面转换为图片的实例分享
2016/04/18 Javascript
JavaScript 网页中实现一个计算当年还剩多少时间的倒数计时程序
2017/01/25 Javascript
Angular2数据绑定详解
2017/04/18 Javascript
vue scroller返回页面记住滚动位置的实例代码
2018/01/29 Javascript
JS实现模糊查询带下拉匹配效果
2018/06/21 Javascript
vue中使用 pako.js 解密 gzip加密字符串的方法
2019/06/10 Javascript
浅谈v-for 和 v-if 并用时筛选条件方法
2019/11/07 Javascript
JavaScript代理模式原理与用法实例详解
2020/03/10 Javascript
Python获取文件ssdeep值的方法
2014/10/05 Python
python使用pil生成缩略图的方法
2015/03/26 Python
使用Python的PEAK来适配协议的教程
2015/04/14 Python
Python Requests 基础入门
2016/04/07 Python
利用Python开发实现简单的记事本
2016/11/15 Python
用于业余项目的8个优秀Python库
2018/09/21 Python
Python 把序列转换为元组的函数tuple方法
2019/06/27 Python
Python使用python-docx读写word文档
2019/08/26 Python
利用Pytorch实现简单的线性回归算法
2020/01/15 Python
python 写一个性能测试工具(一)
2020/10/24 Python
澳大利亚领先的时尚内衣零售商:Bras N Things
2020/07/28 全球购物
英语教师求职信
2014/06/16 职场文书
十岁生日答谢词
2015/01/05 职场文书
小学生勤俭节约倡议书
2015/04/29 职场文书
python 通过使用Yolact训练数据集
2021/04/06 Python