Python 中的类有一些特殊的方法,方法名前后分别添加了两个下画线“__”,这些方法统称“魔术方法”(Magic Method),使用魔术方法可以实现运算符重载,也可以将复杂的逻辑封装成简单的 API。

Python 3 中常用的魔术方法如表 1 所示。

表 1:Python 3 中常用的魔术方法

魔术方法

描述

__new__

创建类并返回这个类的实例

__init__

可理解为“构造函数”,在对象初始化的时候调用,使用传入的参数初始化该实例

__del__

可理解为“析构函数”,当一个对象进行垃圾回收时调用

__metaclass__

定义当前类的元类

__class__

查看对象所属的类

__base__

获取当前类的父类

__bases__

获取当前类的所有父类

__str__

定义当前类的实例的文本显示内容

__getattribute__

定义属性被访问时的行为

__getattr__

定义试图访问一个不存在的属性时的行为

__setattr__

定义对属性进行赋值和修改操作时的行为

__delattr__

定义删除属性时的行为

__copy__

定义对类的实例调用 copy.copy() 获得对象的一个浅拷贝时所产生的行为

__deepcopy__

定义对类的实例调用 copy.deepcopy() 获得对象的一个深拷贝时所产生的行为

__eq__

定义相等符号“==”的行为

__ne__

定义不等符号“!=”的行为

__lt__

定义小于符号“<”的行为

__gt__

定义大于符号“>”的行为

__le__

定义小于等于符号“<=”的行为

__ge__

定义大于等于符号“>=”的行为

__add__

实现操作符“+”表示的加法

__sub__

实现操作符“-”表示的减法

__mul__

实现操作符“*”表示的乘法

__div__

实现操作符“/”表示的除法

__mod__

实现操作符“%”表示的取模(求余数)

__pow__

实现操作符“**”表示的指数操作

__and__

实现按位与操作

__or__

实现按位或操作

__xor__

实现按位异或操作

__len__

用于自定义容器类型,表示容器的长度

__getitem__

用于自定义容器类型,定义当某一项被访问时,使用 self[key] 所产生的行为

__setitem__

用于自定义容器类型,定义执行 self[key]=value 时产生的行为

__delitem__

用于自定义容器类型,定义一个项目被删除时的行为

__iter__

用于自定义容器类型,一个容器迭代器

__reversed__

用于自定义容器类型,定义当 reversed( ) 被调用时的行为

__contains__

用于自定义容器类型,定义调用 in 和 not in 来测试成员是否存在的时候所产生的行为

__missing__

用于自定义容器类型,定义在容器中找不到 key 时触发的行为

以下代码使用魔术方法,采用运算符重载的方式实现了向量的加减法操作:

class Vector:
a = None
b = None
def __init__(self, a, b):
self.a = a
self.b = b
def __str__(self):
return '向量(%d, %d)' % (self.a, self.b)
def __add__ (self, other):
return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
def __sub__(self, other):
return Vector(self.a - other.a, self.b - other.b)
v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4 )
print(v1, " + ", v2, "=", v1 + v2)
print(v1, " - ", v2, "=", v1 - v2)

上述代码的运行结果如下所示:

>>> class Vector:
... a = None
... b = None
... def __init__(self, a, b):
... self.a = a
... self.b = b
... def __str__(self):
... return '向量(%d, %d)' % (self.a, self.b)
... def __add__ (self, other):
... return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)
... def __sub__(self, other):
... return Vector(self.a - other.a, self.b - other.b)
>>> v1 = Vector(1, 2)
>>> v2 = Vector(3, 4 )
>>> print(v1, " + ", v2, "=", v1 + v2)
向量(1, 2) + 向量(3, 4) = 向量(4, 6)
>>> print(v1, " - ", v2, "=", v1 - v2)
向量(1, 2) - 向量(3, 4) = 向量(-2, -2)