Python中常見魔法方法介紹

魔法方法 (Magic Methods) 是Python中的內(nèi)置函數(shù)，一般以雙下劃線開頭和結(jié)尾，例如__ init__ 、 __del__ 等。之所以稱之為魔法方法，是因?yàn)檫@些方法會(huì)在進(jìn)行特定的操作時(shí)會(huì)自動(dòng)被調(diào)用。

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在Python中，可以通過dir()方法來查看某個(gè)對(duì)象的所有方法和屬性，其中雙下劃線開頭和結(jié)尾的就是該對(duì)象的魔法方法。以字符串對(duì)象為例：

可以看到字符串對(duì)象有 __add__ 方法，所以在Python中可以直接對(duì)字符串對(duì)象使用"+"操作，當(dāng)Python識(shí)別到"+"操作時(shí)，就會(huì)調(diào)用該對(duì)象的 __add__ 方法。有需要時(shí)我們可以在自己的類中重寫 __add__ 方法來完成自己想要的效果。

我們重寫了 __add__ 方法，當(dāng)Python識(shí)別"+"操作時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用重寫后的 __add__ 方法?？梢钥吹?，魔法方法在類或?qū)ο蟮哪承┦录霭l(fā)后會(huì)自動(dòng)執(zhí)行，如果希望根據(jù)自己的程序定制特殊功能的類，那么就需要對(duì)這些方法進(jìn)行重寫。使用魔法方法，我們可以非常方便地給類添加特殊的功能。

1、構(gòu)造與初始化

__ new __ 、 __ init __ 這兩個(gè)魔法方法常用于對(duì)類的初始化操作。上面我們創(chuàng)建a1 = A("hello")時(shí)，但首先調(diào)用的是 __ new __ ;初始化一個(gè)類分為兩步:

a.調(diào)用該類的new方法，返回該類的實(shí)例對(duì)象

b.調(diào)用該類的init方法，對(duì)實(shí)例對(duì)象進(jìn)行初始化。

__new__ (cls, *args, **kwargs)至少需要一個(gè)cls參數(shù)，代表傳入的類。后面兩個(gè)參數(shù)傳遞給 __ init __ 。在 __ new __ 可以決定是否繼續(xù)調(diào)用 __ init __ 方法，只有當(dāng) __ new __ 返回了當(dāng)前類cls的實(shí)例，才會(huì)接著調(diào)用 __ init __ 。結(jié)合 __ new __ 方法的特性，我們可以通過重寫 __ new __ 方法實(shí)現(xiàn)Python的單例模式：

可以看到雖然創(chuàng)建了兩個(gè)對(duì)象，但兩個(gè)對(duì)象的地址相同。

2、控制屬性訪問這類魔法

方法主要對(duì)對(duì)象的屬性進(jìn)行訪問、定義、修改時(shí)起作用。主要有：

__getattr__(self, name): 定義當(dāng)用戶試圖獲取一個(gè)屬性時(shí)的行為。

__getattribute__(self, name)：定義當(dāng)該類的屬性被訪問時(shí)的行為（先調(diào)用該方法，查看是否存在該屬性，若不存在，接著去調(diào)用getattr）。

__setattr__(self, name, value)：定義當(dāng)一個(gè)屬性被設(shè)置時(shí)的行為。

當(dāng)初始化屬性時(shí)如self.a=a時(shí)或修改實(shí)例屬性如ins.a=1時(shí)本質(zhì)時(shí)調(diào)用魔法方法self. __ setattr __ (name,values)；當(dāng)實(shí)例訪問某個(gè)屬性如ins.a本質(zhì)是調(diào)用魔法方法a. __ getattr __ (name)

3、容器類操作

有一些方法可以讓我們自己定義自己的容器，就像Python內(nèi)置的List,Tuple,Dict等等；容器分為可變?nèi)萜骱筒豢勺內(nèi)萜鳌?/p>

如果自定義一個(gè)不可變?nèi)萜鞯脑?，只能定義__ len__ 和__ getitem__ ；定義一個(gè)可變?nèi)萜鞒瞬豢勺內(nèi)萜鞯乃心Хǚ椒?，還需要定義__ setitem__ 和__ delitem__ ；如果容器可迭代。還需要定義__ iter __。

__len__(self):返回容器的長度

__getitem__(self,key):當(dāng)需要執(zhí)行self[key]的方式去調(diào)用容器中的對(duì)象，調(diào)用的是該方法

__setitem__(self,key,value):當(dāng)需要執(zhí)行self[key] = value時(shí)，調(diào)用的是該方法

__iter__(self):當(dāng)容器可以執(zhí)行 for x in container:，或者使用iter(container)時(shí)，需要定義該方法

下面舉一個(gè)例子，實(shí)現(xiàn)一個(gè)容器，該容器有List的一般功能，同時(shí)增加一些其它功能如訪問第一個(gè)元素，最后一個(gè)元素,記錄每個(gè)元素被訪問的次數(shù)等。

這類方法的使用場景主要在你需要定義一個(gè)滿足需求的容器類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)用到，比如可以嘗試自定義實(shí)現(xiàn)樹結(jié)構(gòu)、鏈表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（在collections中均已有），或者項(xiàng)目中需要定制的一些容器類型。

魔法方法在Python代碼中能夠簡化代碼，提高代碼可讀性，在常見的Python第三方庫中可以看到很多對(duì)于魔法方法的運(yùn)用。

因此當(dāng)前這篇文章僅是拋磚引玉，真正的使用需要在開源的優(yōu)秀源碼中以及自身的工程實(shí)踐中不斷加深理解并合適應(yīng)用。

python魔法方法是什么

魔方方法是Python的內(nèi)置方法，無需主動(dòng)調(diào)用，主要目的就是為了給Python的解釋器進(jìn)行調(diào)用，而且每個(gè)魔方方法都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的內(nèi)置函數(shù)或運(yùn)算符，接下來我們來看看具體的介紹。

魔法方法就是可以給你的類增加魔力的特殊方法，如果你的對(duì)象實(shí)現(xiàn)(重載)了這些方法中的某一個(gè)， 那么這個(gè)方法就會(huì)在特殊的情況下被Python所調(diào)用，你可以定義自己想要的行為，而這一切都是自動(dòng)發(fā) 生的，它們經(jīng)常是兩個(gè)下劃線包圍來命名的(比如 __init___ , __len__ ),Python的魔法方法是非常強(qiáng)大的所以了解其使用方法也變得尤為重要!

__init__ 構(gòu)造器，當(dāng)一個(gè)實(shí)例被創(chuàng)建的時(shí)候初始化的方法，但是它并不是實(shí)例化調(diào)用的第一個(gè)方法。

__new__ 才是實(shí)例化對(duì)象調(diào)用的第一個(gè)方法，它只取下cls參數(shù)，并把其他參數(shù)傳給 __init___。

___new__ 很少使用，但是也有它適合的場景，尤其是當(dāng)類繼承自一個(gè)像元祖或者字符串這樣不經(jīng)常改變的類型的時(shí)候。

__call__ 讓一個(gè)類的實(shí)例像函數(shù)一樣被調(diào)用。

__getitem__ 定義獲取容器中指定元素的行為，相當(dāng)于self[key]。

__getattr__ 定義當(dāng)用戶試圖訪問一個(gè)不存在屬性的時(shí)候的行為。

__setattr__ 定義當(dāng)一個(gè)屬性被設(shè)置的時(shí)候的行為。

__getattribute___ 定義當(dāng)一個(gè)屬性被訪問的時(shí)候的行為。

_是什么意思

__init__屬于魔法函數(shù)的一種，讓我們來看一下它的前世今生吧。后面介紹了其他的魔法函數(shù)：__ str__()、__ new__()、__ unicode__()、__ call__()、__ len__()、__repr__()等等

所謂魔法函數(shù)（Magic Methods），是Python的一種高級(jí)語法，允許你在類中自定義函數(shù)（函數(shù)名格式一般為__xx__），并綁定到類的特殊方法中。比如在類A中自定義__str__()函數(shù)，則在調(diào)用str(A())時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用__str__()函數(shù)，并返回相應(yīng)的結(jié)果。在我們平時(shí)的使用中，可能經(jīng)常使用__init__函數(shù)（構(gòu)造函數(shù)）和__del__函數(shù)（析構(gòu)函數(shù)），其實(shí)這也是魔法函數(shù)的一種。

Python中以雙下劃線(__xx__)開始和結(jié)束的函數(shù)（不可自己定義）為魔法函數(shù)。

調(diào)用類實(shí)例化的對(duì)象的方法時(shí)自動(dòng)調(diào)用魔法函數(shù)。

在自己定義的類中，可以實(shí)現(xiàn)之前的內(nèi)置函數(shù)。

【python】魔法方法 ：__getitem__ 、 __len__、__setitem__等的使用

在Python中，如果我們想實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建類似于序列和映射的類（可以迭代以及通過[下標(biāo)]返回元素），可以通過重寫魔法方法 __getitem__、__setitem__、__delitem__、__len__ 方法去模擬。

__getitem__(self,key): 返回鍵對(duì)應(yīng)的值。

__setitem__(self,key,value)： 設(shè)置給定鍵的值

__delitem__(self,key): 刪除給定鍵對(duì)應(yīng)的元素。

__len__(): 返回元素的數(shù)量

【注釋】只要實(shí)現(xiàn)了 __getitem__ 和 __len__ 方法，就會(huì)被認(rèn)為是序列。

這些魔術(shù)方法的原理就是：當(dāng)我們對(duì)類的屬性item進(jìn)行下標(biāo)的操作時(shí)，首先會(huì)被 __getitem__()、__setitem__()、__delitem__() 攔截，從而執(zhí)行我們?cè)诜椒ㄖ性O(shè)定的操作，如賦值，修改內(nèi)容，刪除內(nèi)容等等。

這個(gè)方法應(yīng)該以與鍵相關(guān)聯(lián)的方式存儲(chǔ)值，以便之后能夠使用 __setitem__ 來獲取。當(dāng)然，這個(gè)對(duì)象可變時(shí)才需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法。

舉個(gè)栗子：

定義一副撲克牌（不包括大小王），對(duì)牌進(jìn)行洗牌，然后發(fā)牌。

Output：

【注意】 :我們會(huì)發(fā)現(xiàn)output中，輸出了： slice(1, 3, None) ，下面給出解釋。

語法：

參數(shù)說明：

slice() 函數(shù)實(shí)現(xiàn)切片對(duì)象，主要用在切片操作函數(shù)里的參數(shù)傳遞。

舉兩個(gè)栗子來看看：

Output:

切片原理

output

(程序員必會(huì)的 hhhhh.....)

看看slice在python3.7中是怎么描述的: