Python魔法函數(shù)（特殊函數(shù)）

Python中如何實現(xiàn)運算符的重載，即實現(xiàn)例如a+b這樣的運算符操作呢？

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在C++中可以使用 operator 關鍵字實現(xiàn)運算符的重載。但是在Python中沒有類似這樣的關鍵字，所以要實現(xiàn)運算符的重載，就要用到Python的魔法函數(shù)。Python魔法函數(shù)是以雙下劃線開頭，雙下劃線結尾的一組函數(shù)。我們在類定義中最常用到的 __init__ 函數(shù)就是這樣一個魔法函數(shù)，它在創(chuàng)建類對象時被自動調用。

下面我們來看個簡單的例子。

上述代碼示例了幾個魔法函數(shù)的用法。 __add__ 函數(shù)對應了二元運算符+，當執(zhí)行a+b語句時，python就會自動調用a. add (b)。 對于上述例子中的v1+v2+v3，則相當于調用了(v1. add(v2)). add(v3)。

代碼中還有一個在Python類定義經(jīng)常使用的 __str__ 函數(shù)，當使用 str() 時會被調用。print函數(shù)對傳入的參數(shù)都調用了str()將其轉換成易讀的字符串形式，便于打印輸出，因而會調用類定義的__str__函數(shù)打出自定義的字符串。

代碼中還有一個特殊的 __call__ 函數(shù)，該函數(shù)在將對象采用函數(shù)調用方式使用時被調用, 例如v1()相當于v1. call ()。

以上就是魔法函數(shù)的基本使用方法。常見的魔法函數(shù)我們可以使用 dir() 函數(shù)來查看。

輸出結果為：

上述結果中形式為‘__函數(shù)名__’的函數(shù)為魔法函數(shù)，注意有些對象也是這種形式，例如__class__, __module__等, 這些不是魔法函數(shù)。具體的魔法函數(shù)說明可以參考Python官方說明文檔。

以上代碼在Python3.6運行通過.

Python中常見魔法方法介紹

魔法方法 (Magic Methods) 是Python中的內置函數(shù)，一般以雙下劃線開頭和結尾，例如__ init__ 、 __del__ 等。之所以稱之為魔法方法，是因為這些方法會在進行特定的操作時會自動被調用。

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

可以看到字符串對象有 __add__ 方法，所以在Python中可以直接對字符串對象使用"+"操作，當Python識別到"+"操作時，就會調用該對象的 __add__ 方法。有需要時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Python識別"+"操作時，會自動調用重寫后的 __add__ 方法?？梢钥吹?，魔法方法在類或對象的某些事件出發(fā)后會自動執(zhí)行，如果希望根據(jù)自己的程序定制特殊功能的類，那么就需要對這些方法進行重寫。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、構造與初始化

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

a.調用該類的new方法，返回該類的實例對象

b.調用該類的init方法，對實例對象進行初始化。

__new__ (cls, *args, **kwargs)至少需要一個cls參數(shù)，代表傳入的類。后面兩個參數(shù)傳遞給 __ init __ 。在 __ new __ 可以決定是否繼續(xù)調用 __ init __ 方法，只有當 __ new __ 返回了當前類cls的實例，才會接著調用 __ init __ 。結合 __ new __ 方法的特性，我們可以通過重寫 __ new __ 方法實現(xiàn)Python的單例模式：

可以看到雖然創(chuàng)建了兩個對象，但兩個對象的地址相同。

2、控制屬性訪問這類魔法

方法主要對對象的屬性進行訪問、定義、修改時起作用。主要有：

__getattr__(self, name): 定義當用戶試圖獲取一個屬性時的行為。

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

__setattr__(self, name, value)：定義當一個屬性被設置時的行為。

當初始化屬性時如self.a=a時或修改實例屬性如ins.a=1時本質時調用魔法方法self. __ setattr __ (name,values)；當實例訪問某個屬性如ins.a本質是調用魔法方法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內置的List,Tuple,Dict等等；容器分為可變容器和不可變容器。

如果自定義一個不可變容器的話，只能定義__ len__ 和__ getitem__ ；定義一個可變容器除了不可變容器的所有魔法方法，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):當需要執(zhí)行self[key]的方式去調用容器中的對象，調用的是該方法

__setitem__(self,key,value):當需要執(zhí)行self[key] = value時，調用的是該方法

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

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

這類方法的使用場景主要在你需要定義一個滿足需求的容器類數(shù)據(jù)結構時會用到，比如可以嘗試自定義實現(xiàn)樹結構、鏈表等數(shù)據(jù)結構（在collections中均已有），或者項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于魔法方法的運用。

因此當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踐中不斷加深理解并合適應用。

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

在Python中，如果我們想實現(xiàn)創(chuàng)建類似于序列和映射的類（可以迭代以及通過[下標]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): 返回鍵對應的值。

__setitem__(self,key,value)： 設置給定鍵的值

__delitem__(self,key): 刪除給定鍵對應的元素。

__len__(): 返回元素的數(shù)量

【注釋】只要實現(xiàn)了 __getitem__ 和 __len__ 方法，就會被認為是序列。

這些魔術方法的原理就是：當我們對類的屬性item進行下標的操作時，首先會被 __getitem__()、__setitem__()、__delitem__() 攔截，從而執(zhí)行我們在方法中設定的操作，如賦值，修改內容，刪除內容等等。

這個方法應該以與鍵相關聯(lián)的方式存儲值，以便之后能夠使用 __setitem__ 來獲取。當然，這個對象可變時才需要實現(xiàn)這個方法。

舉個栗子：

定義一副撲克牌（不包括大小王），對牌進行洗牌，然后發(fā)牌。

Output：

【注意】 :我們會發(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)實現(xiàn)切片對象，主要用在切片操作函數(shù)里的參數(shù)傳遞。

舉兩個栗子來看看：

Output:

切片原理

output

(程序員必會的 hhhhh.....)

看看slice在python3.7中是怎么描述的:

_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)，則在調用str(A())時，會自動調用__str__()函數(shù)，并返回相應的結果。在我們平時的使用中，可能經(jīng)常使用__init__函數(shù)（構造函數(shù)）和__del__函數(shù)（析構函數(shù)），其實這也是魔法函數(shù)的一種。

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

調用類實例化的對象的方法時自動調用魔法函數(shù)。

在自己定義的類中，可以實現(xiàn)之前的內置函數(shù)。