Python運算符重載
Python語言提供了運算符重載功能，增強了語言的靈活性，這一點與C++有點類似又有些不同。鑒于它的特殊性，今天就來討論一下Python運算符重載。
Python語言本身提供了很多魔法方法，它的運算符重載就是通過重寫這些Python內置魔法方法實現的。這些魔法方法都是以雙下劃線開頭和結尾的，類似于__X__的形式，python通過這種特殊的命名方式來攔截操作符，以實現重載。當Python的內置操作運用于類對象時，Python會去搜索并調用對象中指定的方法完成操作。
類可以重載加減運算、打印、函數調用、索引等內置運算，運算符重載使我們的對象的行為與內置對象的一樣。Python在調用操作符時會自動調用這樣的方法，例如，如果類實現了__add__方法，當類的對象出現在+運算符中時會調用這個方法。
常見運算符重載方法
| 方法名 | 重載說明 | 運算符調用方式 |
| __init__ | 構造函數 | 對象創建: X = Class(args) |
| __del__ | 析構函數 | X對象收回 |
| __add__/__sub__ | 加減運算 | X+Y， X+=Y/X-Y， X-=Y |
| __or__ | 運算符| | X|Y, X|=Y |
| _repr__／__str__ | 打印／轉換 | print(X)、repr(X)／str(X) |
| __call__ | 函數調用 | X(*args, **kwargs) |
| __getattr__ | 屬性引用 | X.undefined |
| __setattr__ | 屬性賦值 | X.any=value |
| __delattr__ | 屬性刪除 | del X.any |
| __getattribute__ | 屬性獲取 | X.any |
| __getitem__ | 索引運算 | X[key]，X[i:j] |
| __setitem__ | 索引賦值 | X[key]，X[i:j]=sequence |
| __delitem__ | 索引和分片刪除 | del X[key]，del X[i:j] |
| __len__ | 長度 | len(X) |
| __bool__ | 布爾測試 | bool(X) |
| __lt__, __gt__, __le__, __ge__, __eq__, __ne__ | 特定的比較 | 依次為X<Y，X>Y，X<=Y，X>=Y， X==Y，X!=Y 注釋：（lt: less than, gt: greater than, le: less equal, ge: greater equal, eq: equal, ne: not equal ） |
| __radd__ | 右側加法 | other+X |
| __iadd__ | 實地（增強的）加法 | X+=Y(or else __add__) |
| __iter__, __next__ | 迭代 | I=iter(X), next() |
| __contains__ | 成員關系測試 | item in X(X為任何可迭代對象) |
| __index__ | 整數值 | hex(X), bin(X), oct(X) |
| __enter__, __exit__ | 環境管理器 | with obj as var: |
| __get__, __set__, __delete__ | 描述符屬性 | X.attr, X.attr=value, del X.attr |
| __new__ | 創建 | 在__init__之前創建對象 |
下面對常用的運算符方法的使用進行一下介紹。
構造函數和析構函數：__init__和__del__
它們的主要作用是進行對象的創建和回收，當實例創建時，就會調用__init__構造方法。當實例對象被收回時，析構函數__del__會自動執行。
>>> class Human(): ... def __init__(self, n): ... self.name = n ... print("__init__ ",self.name) ... def __del__(self): ... print("__del__") ... >>> h = Human('Tim') __init__ Tim >>> h = 'a' __del__ 加減運算：__add__和__sub__
重載這兩個方法就可以在普通的對象上添加＋－運算符操作。下面的代碼演示了如何使用＋－運算符，如果將代碼中的__sub__方法去掉，再調用減號運算符就會出錯。
>>> class Computation(): ... def __init__(self,value): ... self.value = value ... def __add__(self,other): ... return self.value + other ... def __sub__(self,other): ... return self.value - other ... >>> c = Computation(5) >>> c + 5 10 >>> c - 3 2
對象的字符串表達形式：__repr__和__str__
這兩個方法都是用來表示對象的字符串表達形式：print()、str()方法會調用到__str__方法，print()、str()和repr()方法會調用__repr__方法。從下面的例子可以看出，當兩個方法同時定義時，Python會優先搜索并調用__str__方法。
>>> class Str(object): ... def __str__(self): ... return "__str__ called" ... def __repr__(self): ... return "__repr__ called" ... >>> s = Str() >>> print(s) __str__ called >>> repr(s) '__repr__ called' >>> str(s) '__str__ called'
索引取值和賦值：__getitem__, __setitem__
通過實現這兩個方法，可以通過諸如 X[i] 的形式對對象進行取值和賦值，還可以對對象使用切片操作。
>>> class Indexer: data = [1,2,3,4,5,6] def __getitem__(self,index): return self.data[index] def __setitem__(self,k,v): self.data[k] = v print(self.data) >>> i = Indexer() >>> i[0] 1 >>> i[1:4] [2, 3, 4] >>> i[0]=10 [10, 2, 3, 4, 5, 6]
設置和訪問屬性：__getattr__、__setattr__
我們可以通過重載__getattr__和__setattr__來攔截對對象成員的訪問。__getattr__在訪問對象中不存在的成員時會自動調用。__setattr__方法用于在初始化對象成員的時候調用，即在設置__dict__的item時就會調用__setattr__方法。具體例子如下：
class A(): def __init__(self,ax,bx): self.a = ax self.b = bx def f(self): print (self.__dict__) def __getattr__(self,name): print ("__getattr__") def __setattr__(self,name,value): print ("__setattr__") self.__dict__[name] = value a = A(1,2) a.f() a.x a.x = 3 a.f() 上面代碼的運行結果如下，從結果可以看出，訪問不存在的變量x時會調用__getattr__方法；當__init__被調用的時候，賦值運算也會調用__setattr__方法。
__setattr__ __setattr__ {'a': 1, 'b': 2} __getattr__ __setattr__ {'a': 1, 'x': 3, 'b': 2} 迭代器對象: __iter__, __next__
Python中的迭代，可以直接通過重載__getitem__方法來實現，看下面的例子。
>>> class Indexer: ... data = [1,2,3,4,5,6] ... def __getitem__(self,index): ... return self.data[index] ... >>> x = Indexer() >>> for item in x: ... print(item) ... 1 2 3 4 5 6
通過上面的方法是可以實現迭代，但并不是最好的方式。Python的迭代操作會優先嘗試調用__iter__方法，再嘗試__getitem__。迭代環境是通過iter去嘗試尋找__iter__方法來實現，而這種方法返回一個迭代器對象。如果這個方法已經提供，Python會重復調用迭代器對象的next()方法，直到發生StopIteration異常。如果沒有找到__iter__，Python才會嘗試使用__getitem__機制。下面看一下迭代器的例子。
class Next(object): def __init__(self, data=1): self.data = data def __iter__(self): return self def __next__(self): print("__next__ called") if self.data > 5: raise StopIteration else: self.data += 1 return self.data for i in Next(3): print(i) print("-----------") n = Next(3) i = iter(n) while True: try: print(next(i)) except Exception as e: break 程序的運行結果如下：
__next__ called 4 __next__ called 5 __next__ called 6 __next__ called ----------- __next__ called 4 __next__ called 5 __next__ called 6 __next__ called
可見實現了__iter__和__next__方法后，可以通過for in的方式迭代遍歷對象，也可以通過iter()和next()方法迭代遍歷對象。
感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對本站的支持！
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