《Python基礎教程》讀書筆記第九章魔法方法、屬性和迭代器（上）

2019-11-14 17:09:51

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構造方法

在Python中創建一個構造方法很容易。只要把init方法的名字從簡單的init修改為魔法版本__init__即可:

>>> class FooBar:
... def __init__(self):
... self.somevar=42
...
>>> f=FooBar()
>>> f.somevar
42

給構造方法傳幾個參數

>>> class FooBar:
... def __init__(self,value=42):
... self.somevar=value
...
>>> f=FooBar('this is a constructor argument')
>>> f.somevar
'this is a constructor argument'

重寫一般方法和特殊的構造方法

構造方法用來初始化新創建對象的狀態，大多數子類不僅要擁有自己的初始化代碼，還要擁有超類的初始化代碼。雖然重寫的機制對于所有方法來說都是一樣的，但是當處理構造方法比重寫普通方法時，更可能遇到特別的問題:如果一個類的構造方法被重寫，那么就需要調用超類(你所繼承的類)的構造方法，否則對象可能不會被正確地初始化。

>>> class Bird:
... def __init__(self):
... self.hungry=True
... def eat(self):
... if self.hungry:
...
... self.hungry=False
... else:
... print 'no thanks'
...
>>> b=Bird()
>>> b.eat()
aaah...
>>> b.eat()
no thanks

鳥吃過了以后，它就不再饑餓。現在考慮子類SongBird，它添加了唱歌的行為:

>>> class SongBird(Bird):
... def __init__(self):
... self.sound='Squawk'
... def sing(self):
... print self.sound
...
>>> s=SongBird()
>>> s.sing()
Squawk

因為SongBird是Bird的一個子類，它繼承了eat方法，但如果調用eat方法，就會產生一個問題:

>>> s.eat()
Traceback (most recent call last):
File "<input>", line 1, in <module>
File "<input>", line 5, in eat
AttributeError: SongBird instance has no attribute 'hungry'

錯誤:SongBird沒有hungry特性。原因是這樣的:在SongBird中，構造方法被重寫，但新的構造方法沒有任何關于初始化hungry特性的代碼。為了達到預期的效果，SongBird的構造方法必須調用其超類Bird的構造方法來確保進行基本的初始化。有兩種方法能達到這個目的:調用超類構造方法的未綁定版本，或者使用super函數。

調用未綁定的超類構造方法

>>> class SongBird(Bird):
... def __init__(self):
... Bird.__init__(self)
... self.sound='Squawk'
... def sing(self):
... print self.sound
...
>>> s=SongBird()
>>> s.eat()
aaah...
>>> s.eat()
no thanks
>>> s.sing()
Squawk

在調用一個實例的方法時，該方法的self參數會被自動綁定到實例上(這稱為綁定方法)。但如果直接調用類的方法(比如Bird.__init__)，那么就沒有實例會被綁定。這樣就可以自由地提供需要的self參數。這樣的方法稱為未綁定(unbound)方法

使用super函數

當前的類和對象可以作為super函數的參數使用，調用函數返回的對象的任何方法都是調用超類的方法，而不是當前類的方法。

>>> __metaclass__=type
>>> class Bird:
... def __init__(self):
... self.hungry=True
... def eat(self):
... if self.hungry:
... print 'aaah...'
... self.hungry=False
... else:
... print 'no thanks'
...
>>> class SongBird(Bird):
... def __init__(self):
... super(SongBird,self).__init__()
... self.sound='Squawk'
... def sing(self):
... print self.sound
...

這個新式的版本的運行結果和舊式版本的一樣

>>> s=SongBird()
>>> s.sing()
Squawk
>>> s.eat()
aaah...
>>> s.eat()
no thanks

基本的序列和映射規則

序列和映射是對象的集合。為了實現它們基本的行為(規則)，如果對象是不可變的，那么就需要使用兩個魔法方法，如果是可變的則需要使用4個。

__len__(self):這個方法應該返回集合中所含項目的數量。對于序列來說，這就是元素的個數。對于映射來說，則是鍵-值對的數量。

__getitem__(self,key):這個方法返回與所給鍵對應的值。對于一個序列，鍵應該是1個0~n-1的整數(或者像后面所說的負數)，n是序列的長度;對于映射來說，可以使用任何種類的鍵。

__setitem__(self,key,value):這個方法應該按一定的方式存儲和key相關的value，該值隨后可使用__getitem__來獲取。當然，只能為可以修改的對象定義這個方法。

__delitem__(self,key):這個方法在對一部分對象使用del語句時被調用，同時必須刪除和元素相關的鍵。這個方法也是為可修改的對象定義的(并不是刪除全部的對象，而只刪除一些需要移除的元素)。

>>> def checkIndex(key):
... if not isinstance(key,(int,long)):raise TypeError
... if key<0:raise IndexError
...
>>> class ArithmeticSequence:
... def __init__(self,start=0,step=1):
... self.start=start
... self.step=step
... self.changed={}
... def __getitem__(self,key):
... checkIndex(key)
... try:return self.changed[key]
... except KeyError:
... return self.start+key*self.step
... def __setitem__(self,key,value):
... checkIndex(key)
... self.changed[key]=value
...
>>> s=ArithmeticSequence(1,2)
>>> s[4]
9
>>> s[4]=2
>>> s[4]
2
>>> s[5]
11

沒有實現__del__方法的原因是希望刪除元素是非法的:

>>> del s[4]
Traceback (most recent call last):
File "<input>", line 1, in <module>
AttributeError: ArithmeticSequence instance has no attribute '__delitem__'

這個類沒有__len__方法，因為它是無限長的。

如果使用了一個非法類型的索引，就會引發TypeError異常，如果索引的類型是正確的但超出了范圍(在本例中為負數)，則會引發IndexError異常:

>>> s[four]
Traceback (most recent call last):
File "<input>", line 1, in <module>
NameError: name 'four' is not defined
>>> s[-4]
Traceback (most recent call last):
File "<input>", line 1, in <module>
File "<input>", line 7, in __getitem__
File "<input>", line 3, in checkIndex
IndexError

子類化列表，字典和字符串

例子----帶有訪問計數的列表:

>>> class CounterList(list):
... def __init__(self,*args):
... super(CounterList,self).__init__(*args)
... self.counter=0
... def __getitem__(self,index):
... self.counter +=1
... return super(CounterList,self).__getitem__(index)
...

CounterList類嚴重依賴于它的子類化超類(list)的行為CounterList類沒有重寫任何的方法(和append extend, index一樣)都能被直接使用。在兩個被重寫的方法中，super方法被用來調用相應的超類的方法，只在__init__中添加了所需的初始化counter特性的行為，并在__getitem__中更新了counter特性。

>>> c1=CounterList(range(10))
>>> c1
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> c1.reverse()
>>> c1
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
>>> del c1[3:6]
>>> c1
[9, 8, 7, 3, 2, 1, 0]
>>> c1[4]+c1[2]
9
>>> c1.counter
2