『无为则无心』Python面向对象 — 59、魔法方法

时间:2022-06-01 20:06:11

在Python语言中,有些方法名比较特别,在名称的前后各有两个下划线,这样的方法往往具有特殊的意义,我们统称为魔法方法,也叫特殊方法。需要注意的是,我们在创建自定义方法时要避免这样的格式,防止造成不必要的冲突。

Python的魔法方法有很多,我们主要介绍常用的几个魔法方法。以后需要用到其他的魔法方法,按照介绍的这几个调用方式,自己尝试一下就可以了,很简单的。

1、魔法方法__new__()

类的实例化时,调用的第一个方法是__new__方法。

官方定义如下,可以看到__new__被定义成静态方法,第一个必须传入的参数是cls,代表需要实例化的类。

class Demo():
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('调用__new__方法') def __init__(self):
print('调用__init__方法') # 结果:调用__new__方法
d = Demo()

从结果看到,只调用了__new__方法,但奇怪的是并没有调用__init__方法,这是为什么呢?

实际上,__new__是负责对当前类进行实例化,并将实例返回,传给__init__方法。__init__方法中的self就是指代__new__传过来的对象,所以再次强调,__init__是实例化后调用的第一个方法。

只有__new__方法返回创建的实例对象,后边的__init__方法才能执行。

class Demo:
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('调用__new__方法')
return object.__new__(cls) def __init__(self):
print('调用__init__方法') # 创建对象
d = Demo()
"""
输出结果:
调用__new__方法
调用__init__方法
"""

总结:

__new__()方法是一个魔法方法(同时也是一种静态方法),用于创建一个类的实例,返回一个类的实例对象,用于传入初始化方法__init__()方法中。一般并不需要对其进行声明和重写,若是重写的话,需要注意返回一个有效的类的实例对象,实例通过object父类调用类的实例化方法,用于返回一个对象实例。若是不返回一个类的实例对象,会导致类的__init__()方法不会被调用,当然实例(self为空)也不会被成功创建。

2、魔法方法__init__()

__init__方法是类创建过程中用的比较多的魔法方法,是类对象创建后调用的初始化方法,紧跟者__new__方法后调用,主要用于实例变量的初始化操作。

__init__方法可以理解为一个类的实例的构造器,其方法的特点是不会返回任何对象或者值,若返回则会抛出 TypeError 异常。

(1)体验__init__()

思考:洗衣机的宽度高度是与生俱来的属性,可不可以在生产过程中就赋予这些属性呢?

答:理应如此。

__init__()方法的作用:初始化对象。

示例:

"""
目标: 定义init方法设置初始化属性并访问调用
1. 定义类
init方法: width 和 height
添加实例方法:访问实例属性 2. 创建对象
3. 验证成果
调用实例方法
"""
# 1.定义类
class Washer(): # 定义初始化功能的函数
def __init__(self):
# 添加实例属性
self.width = 500
self.height = 800 def print_info(self):
# 类里面调用实例属性
print(f'洗衣机的宽度是{self.width}, 高度是{self.height}') # 2. 创建对象
haier1 = Washer()
# 3. 调用实例方法
haier1.print_info()

注意:

  • __init__()方法,在创建一个对象时默认被调用,不需要手动调用。
  • __init__(self)中的self参数,不需要开发者传递,Python解释器会自动把当前的对象引用传递过去。

(2)带参数的__init__()

思考:一个类可以创建多个对象,如何对不同的对象设置不同的初始化属性呢?

答:传参数。

# 定义类
class Washer():
# 定义带参数的init方法
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height # 定义实例方法
def print_info(self):
# 调用实例属性
print(f'洗衣机的宽度是{self.width}')
print(f'洗衣机的高度是{self.height}') haier1 = Washer(10, 20)
haier1.print_info() # 如果创建对象的时候不传递参数,会报错。
# haier2 = Washer()
haier2 = Washer(100, 200)
haier2.print_info()

图解如下:

『无为则无心』Python面向对象 — 59、魔法方法

3、魔法方法__del__()

当删除对象时,Python解释器也会默认调用__del__()方法。__del__()方法属于析构函数。

__del__()方法不会被主动调用,只有当类的实例对象的引用计数为0时,才会被调用,一般不建议重写__del__()方法。

示例

class Washer():
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height def __del__(self):
print(f'{self}对象已经被删除') haier1 = Washer(10, 20) # <__main__.Washer object at 0x0000026118223278>对象已经被删除
del haier1

即便不手动删除对象,也能调用到__del__()方法,也就上面示例中,不编写最后del haier1语句,当Python程序执行完成后,也会打印一样的结果,是Python解释器自动调用的。

4、魔法方法__str__()__repr__()

  • Python 定义了__str__()__repr__()两种方法,__str__()用于显示给用户,而__repr__()用于显示给开发人员。

  • __str__方法默认情况下,它会返回当前对象的类名+object at+内存地址

    如下:

    <__main__.Students object at 0x0000000002443808>
  • 有时候想让屏幕打印的结果不是对象的内存地址,而是它的形式的字符串,以便更直观地显示对象内容,可以通过在该对象的类中重写__str__()__repr__()方法来实现。

  • 注意:__str__()方法和__repr__()方法的返回值只能是字符串!

(1)关于调用两种方法的时机

以下三种场景中,会优先调用对象的__str__()方法。若没有,就调用__repr__()方法。若再没有,则显示其内存地址。

  • 使用print()时。
  • 使用%sf'{}'拼接对象时。
  • 使用str(x)转换对象x时。

对于下面两种场景:

  • %r进行字符串拼接时。
  • repr(x)转换对象x时。

则会调用这个对象的__repr__()方法。若没有,则不再看其是否有__str__()方法。若再没有,则显示其内存地址。

(2)示例

__str__方法一般放置的是一些解释说明的文字。

示例:

class Washer():
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height def __str__(self):
# return repr('这是海尔洗衣机的说明书')
return '这是海尔洗衣机的说明书' # __repr__方法在实际工作总一般如下使用
__repr__ = __str__ haier1 = Washer(10, 20)
# 结果:这是海尔洗衣机的说明书
print(haier1)

5、魔法方法__call__()

对象后面加括号,触发执行。

提示:

  • __init__方法的执行是由创建对象触发的,即:对象 = 类名()
  • 而对于 __call__ 方法的执行是由对象后加括号触发的,即:对象() 或者 类()()

示例:

class Person(object):
def __init__(self):
print("__init__方法执行了") def __call__(self, *args, **kwargs):
print("__call__方法中执行了") # 1.对象 = 类名()
p = Person() # 执行__init__ # 2.对象() 调用__call__方法
p() # 3.类()() 调用__call__方法
Person()() # 执行__call__

提示:这个方法在工作中的应用自己以后总结,先知道怎么用就好。

6、魔法方法__len__()

__len__()方法在listdictsettuplestr等序列中都存在,而在intfloat类中是不存在的。

print('__len__' in dir(int))  # False
print('__len__' in dir(float)) # False print('__len__' in dir(str)) # True
print('__len__' in dir(list)) # True
print('__len__' in dir(tuple)) # True
print('__len__' in dir(dict)) # True
print('__len__' in dir(set)) # True

如果一个类要表现得像一个list一样,有需求要获取有多少个元素,就得用 len() 函数。

要让 len() 函数工作正常,类中就必须提供一个魔法方法__len__()方法,它的作用是返回元素的个数。

示例:

# 定义一个类,接收同学名的名字
class Students(object):
def __init__(self, *args):
self.names = args def __len__(self):
return len(self.names) stu = Students('唐僧', '孙悟空', '猪八戒', '沙和尚')
print(len(stu)) # 4
print(stu.__len__()) # 4

提示:只要在类中正确实现了__len__()方法,就可以用len()函数。

7、魔法方法__getitem__()__setitem__()__delitem__()

在Python中,如果我们想实现创建类似于序列和映射的类,可以通过重写魔法方法__getitem__()方法、__setitem__()方法、__delitem__()方法去模拟。

示例:

class MyDict(object):

    def __init__(self):
self.item = {} # 获取成员
def __getitem__(self, key):
return self.item.get(key) # 添加成员
def __setitem__(self, key, value):
self.item[key] = value # 删除成员
def __delitem__(self, key):
del self.item[key] # 获取人员数量
def __len__(self):
return len(self.item) if __name__ == "__main__":
# 创建序列对象
myDict = MyDict() # 添加元素
myDict.__setitem__('师傅', '唐憎')
myDict.__setitem__('大师兄', '孙悟空')
# 查看刚添加的成员
print(myDict.__getitem__('大师兄'))
print(f"现在成员{len(myDict)}人", ) # 2 # 修改成员
myDict.__setitem__('大师兄', '齐天大圣')
print(myDict.__getitem__('大师兄'))
print(f"现在成员{len(myDict)}人", ) # 2 # 删除元素
myDict.__delitem__('师傅')
print(f"现在成员{len(myDict)}人", ) # 1 """
输出结果:
孙悟空
现在成员2人
齐天大圣
现在成员2人
现在成员1人
"""

参考: