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Python深入學習之特殊方法與多范式

2019-11-25 18:14:48
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供稿:網友

Python一切皆對象,但同時,Python還是一個多范式語言(multi-paradigm),你不僅可以使用面向對象的方式來編寫程序,還可以用面向過程的方式來編寫相同功能的程序(還有函數式、聲明式等,我們暫不深入)。Python的多范式依賴于Python對象中的特殊方法(special method)。

特殊方法名的前后各有兩個下劃線。特殊方法又被成為魔法方法(magic method),定義了許多Python語法和表達方式,正如我們在下面的例子中將要看到的。當對象中定義了特殊方法的時候,Python也會對它們有“特殊優待”。比如定義了__init__()方法的類,會在創建對象的時候自動執行__init__()方法中的操作。

(可以通過dir()來查看對象所擁有的特殊方法,比如dir(1))

運算符

Python的運算符是通過調用對象的特殊方法實現的。比如:

復制代碼 代碼如下:

'abc' + 'xyz'               # 連接字符串

實際執行了如下操作:
復制代碼 代碼如下:

'abc'.__add__('xyz')

所以,在Python中,兩個對象是否能進行加法運算,首先就要看相應的對象是否有__add__()方法。一旦相應的對象有__add__()方法,即使這個對象從數學上不可加,我們都可以用加法的形式,來表達obj.__add__()所定義的操作。在Python中,運算符起到簡化書寫的功能,但它依靠特殊方法實現。

Python不強制用戶使用面向對象的編程方法。用戶可以選擇自己喜歡的使用方式(比如選擇使用+符號,還是使用更加面向對象的__add__()方法)。特殊方法寫起來總是要更費事一點。

嘗試下面的操作,看看效果,再想想它的對應運算符

復制代碼 代碼如下:

(1.8).__mul__(2.0)

True.__or__(False)


內置函數

與運算符類似,許多內置函數也都是調用對象的特殊方法。比如

復制代碼 代碼如下:

len([1,2,3])      # 返回表中元素的總數

實際上做的是
復制代碼 代碼如下:

[1,2,3].__len__()

相對與__len__(),內置函數len()也起到了簡化書寫的作用。

嘗試下面的操作,想一下它的對應內置函數

復制代碼 代碼如下:

(-1).__abs__()

(2.3).__int__()


表(list)元素引用

下面是我們常見的表元素引用方式

復制代碼 代碼如下:

li = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
print(li[3])

上面的程序運行到li[3]的時候,Python發現并理解[]符號,然后調用__getitem__()方法。
復制代碼 代碼如下:

li = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
print(li.__getitem__(3))

嘗試看下面的操作,想想它的對應
復制代碼 代碼如下:

li.__setitem__(3, 0)

{'a':1, 'b':2}.__delitem__('a')

函數

我們已經說過,在Python中,函數也是一種對象。實際上,任何一個有__call__()特殊方法的對象都被當作是函數。比如下面的例子:

復制代碼 代碼如下:

class SampleMore(object):
    def __call__(self, a):
        return a + 5

add = SampleMore()     # A function object
print(add(2))          # Call function   
map(add, [2, 4, 5])    # Pass around function object


add為SampleMore類的一個對象,當被調用時,add執行加5的操作。add還可以作為函數對象,被傳遞給map()函數。

當然,我們還可以使用更“優美”的方式,想想是什么。

總結

對于內置的對象來說(比如整數、表、字符串等),它們所需要的特殊方法都已經在Python中準備好了。而用戶自己定義的對象也可以通過增加特殊方法,來實現自定義的語法。特殊方法比較靠近Python的底層,許多Python功能的實現都要依賴于特殊方法。我們將在以后看到更多的例子。

Python的許多語法都是基于其面向對象模型的封裝。對象模型是Python的骨架,是功能完備、火力強大的大黃蜂。但是Python也提供更加簡潔的語法,讓你使用不同的編程形態,從而在必要時隱藏一些面向對象的接口。正如我們看到的Camaro跑車,將自己威風的火藥庫收起來,提供方便人類使用的車門和座椅。

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