python特殊类函数 python的特殊方法

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mob64ca1408d5ff 2023-11-26 21:08:08

文章标签 python特殊类函数 python 开发语言后端数据类型 文章分类 Python 后端开发

特殊方法

为什么要实现特殊方法

元对象协议

特殊方法

python的特殊方法又称魔术方法，定义的方式是双下划线+方法名："__[method_name]__"，这种方法一般是被python解释器来调用的，调用的时机是在对对象进行某些操作时，例如运算、获取长度等等，例如执行 len(obj)时，如果对象实现了 __len__ 方法，那么python解释器就会调用 __len__ 方法，它的返回值就作为 len(obj) 的返回值。

部分特殊方法有对应的内置函数，例如 len() 和 __len__()，abs() 和 __abs__()，bool() 和 __bool__()等等，当使用这些内置函数对对象进行操作时，就会调用与之对应的特殊方法。

下面设计一个实现了 __init__()、__len__() 和 __getitem__() 的类：

import collections

Card = collections.namedtuple('Card', ['rank', 'suit'])

class FrenchDeck:
    
    ranks = [str(n) for n in range(2, 11)] + list('JQKA')
    suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split( )

    def __init__(self):
        self._cards = [Card(rank, suit) for suit in self.suits for rank in self.ranks]

    def __len__(self):
        return len(self._cards)

    def __getitem__(self, position):
        return self._cards[position]

collections.namedtuple()构建一个有两个属性 rank 和 suit、而没有方法的 Card 类。

创建 Card 对象，跟一般的对象创建没有区别：

>>> import collections
>>> Card = collections.namedtuple('Card', ['rank', 'suit'])
>>> first_card = Card(7, 'spades')
>>> first_card
Card(rank=7, suit='spades')

创建一个FrenchDeck对象，然后调用它所实现的特殊方法：

deck = FrenchDeck()
# 调用 __len__()
print(len(deck))            # 52

# 调用 __getitem__()
print(deck[1])              # Card(rank='3', suit='spades')

__getitem__() 是访问对象时调用，它是迭代操作和切片的基础。

为什么要实现特殊方法

这就涉及到 python 的设计理念，python非常实用的两个特性是迭代和操作，我们定义的序列数据类型，例如列表和元组，可以对它们进行循环遍历，以及切片，但如果想让我们自己创建的数据类型（就是类），也能使用这些特性，那就需要实现特殊方法。

另外的好处就是可以使用像 len()、sorted() 这些内置函数对我们自定义的数据类型进行操作，换句话说，通过实现特殊方法，使我们创建的数据类型跟原生的数据类型一样，使用统一的 API，而不需要额外实现。

下面的例子可以看出这样做的好处：

for card in deck:
    print(card)         # Card(rank='2', suit='spades') Card(rank='3', suit='spades') ...



suit_values = dict(spades=3, hearts=2, diamonds=1, clubs=0)
# 重新定义排序，黑桃>红心>方砖>梅花，即 黑桃2 > 红心2 > 方砖2 > 梅花2 > 黑桃3 > 红心3 > .....
def spades_high(card):
    rank_value = FrenchDeck.ranks.index(card.rank)
    return rank_value * len(suit_values) + suit_values[card.suit]

for card in sorted(deck, key=spades_high):
    print(card)        # Card(rank='2', suit='spades') Card(rank='3', suit='hearts') ...