Python 的 “Magic” 方法

在以前的文章中，我聊过了Python的 __getitem__ 和 __setitem__ 方法。这些方法被称为“魔法”方法、特殊方法或者dunger方法(译者：国内书籍用“魔法”一词较多)。那么，什么是魔法方法呢？这正是今天我们要说的内容。

P.S.你会再一次的深深的爱上Python语言。

也将是一篇较长的文章，来让我们开始。

魔法方法究竟是什么？

魔法方法是一种具有特殊魅力的正常方法。Python通过这些魔法方法可以赋予你的class魔力。这些魔法方法都是以双下划线（__）作为前缀和后缀。坦率的讲，其实这些方法并没有什么魔法，另外这些方法这Python的文档中也没有较为详细的介绍，因此，今天我们就来详细的看一看这些方法。

魔法方法之初始化

所有的Python开发者都知道，__init__()是一个类(class)的第一个方法，也可以叫做构造函数。虽然，__init__()方法是第一个被创建的，但是它却不是第一个被调用的执行的，__new__()方法才是最早被调用的方法。

__new__()方法：先读取参数，如：类名称，args，和kwargs。然后，__new__()方法把这些参数传递给对类名称的__init__()方法。

语法：__new__(class_name, args, kwargs)
__init__()方法：是类的初始化方法或构造方法，这也几乎用于全局的初始化目的。

语法：__init__(self, args, kwargs)
__del__()方法：类的析构函数。切记，这并不是定义del x，而是定义了一个对象被垃圾回收的行为。

语法：__del__(self)

看一个例子：

class SimpleInit(object):

   '''

       Class to initialize a list with a value

   '''

   def __init__(self, value=10):

       self._list = [value]

   def __del__(self):

       del self._list

魔法方法之算术运算

算术运算是非常常见的，因此，如果你想创建属于自己的数据结构，魔法方法会使你的实现更容易。例如：我们可以像这样，some_list + some_list2，实现Python的列表（list）拼接。类似这种的有趣行为，我们可以通过魔法方法的算术运算实现定义。

__add__(self, other) 定义加法 (+)
__sub__(self, other) 定义减法 (-)
__mul__(self, other) 定义乘法 (*)
__floordiv__(self, other) 定义整除法 (//)
__div__(self, other) 定义浮点型除法 (/)
__mod__(self, other) 定义取余模运算 (%)
__and__(self, other) 定义按位与 (&)
__or__(self, other) 定义按位或 (|)
__xor__(self, other) 定义按位异或 (^)
__pow__(self, other) 定义指数运算 (**)
__lshift__(self, other) 定义按位左移 (<<)
__rshift__(self, other) 定义按位右移 (>>)

例如：

class SimpleAdder(object):

   def __init__(self, elements=[]):

       self._list = elements

   def __add__(self, other):

       return self._list + other._list

   def __str__(self):

       return str(self._list)

   a = SimpleAdder(elements=[1,2,3,4])b = SimpleAdder(elements=[2, 3, 4])print(a + b)    # [1, 2, 3, 4, 2, 3, 4]

魔法方法之增量赋值

Python不仅允许我们定义算术运算，也允许我们定义增量赋值运算。如果你不知道什么是增量赋值是什么？那么我们来看一个简单的例子：

x = 5

    x += 1              # This first adds 5 and 1 and then assigns it back to 'x'

因此有的时候，你可能想写一些自自定义逻辑实现增量赋值操作。魔法方法支持的运算符有：

__iadd__(self, other) 定义加法 (+=)
__isub__(self, other) 定义减法 (-=)
__imul__(self, other) 定义乘法 (*=)
__ifloordiv__(self, other) 定义整除法 (//=)
__idiv__(self, other) 定义浮点型除法 (/=)
__imod__(self, other) 定义取模运算 (%=)
__iand__(self, other) 定义按位与 (&=)
__ior__(self, other) 定义按位或 (|=)
__ixor__(self, other) 定义按位异或(^=)
__ipow__(self, other) 定义指数运算 (**=)
__ilshift__(self, other) 定义按位左移 (<<=)
__irshift__(self, other) 定义按位右移 (>>=)

魔法方法之比较运算

Python有一组广泛的魔术方法实现比较。我们可以覆盖默认的比较行为，来定义使用对象的引用方法。下面是比较魔法方法的列表：

__eq__(self, other) 帮助检查两个对象的相等。它定义了相等运算 (==)
__ne__(self, other) 定义了不等运算 (!=)
__lt__(self, other) 定义了小于运算 (<)
__gt__(self, other) 定义了大于运算 (>)
__le__(self, other) 定义了小于等于运算 (<=)
__ge__(self, other) 定义了大于等于运算 (>=)

例如:

class WordCounter(object):

   '''

       Simple class to count number of words in a sentence

   '''

   def __init__(self, sentence):

       # split the sentence on ' '

       if type(sentence) != str:

           raise TypeError('The sentence should be of type str and not {}'.format(type(sentence)))

       self.sentence = sentence.split(' ')

       self.count    = len(self.sentence)

   def __eq__(self, other_class_name):

       '''

           Check the equality w.r.t length of the list with other class

       '''

       return self.count == other_class_name.count

   def __lt__(self, other_class_name):

       '''

           Check the less-than w.r.t length of the list with other class

       '''

       return self.count < other_class_name.count

   def __gt__(self, other_class_name):

       '''

           Check the greater-than w.r.t length of the list with other class

       '''

       return self.count > other_class_name.count

   word = WordCounter('Omkar Pathak')print(word.count)

魔法方法之类型转换

很多时候开发人员需要隐性的转换变量类型，来满足最要想要的结果。Python是关心你内在数据的类型的一种动态类型语言，除此之外，Python也关心你，哈哈！如果你想要自定义属于自己的方法，可以借助如下方法：

__int__(self) 定义类型转化为 int
__long__(self) 定义类型转化为 long
__float__(self) 定义类型转化为 float
__complex__(self) 定义类型转化为 complex（复数）
__oct__(self) 定义类型转化为 octal（八进制）
__hex__(self) 定义类型转化为（十六进制）
__index__(self) 定义类型转化为一种int，当对象被用于切片表达式（ a slice expression）时

最常用的魔法方法

这里有一些魔法方法你应该经常遇到：

__str__(self) 定义了str()行为。例如,当你调用print(object_name)，无论object_name是什么都会被__str__()执行
__repr__(self) 定义了repr()行为。这个很大程度上类似于__str__()。这两个之间的主要区别是,str()主要是人类可读的和repr()是机器可读的
__hash__(self) 定义了行为调用hash()
__len__(self) 返回容器的长度
__getitem__(self) 和 __setitem__(self). 更多内容可以详见我以前的博客文章。
__delitem__(self, key) 定义了一个删除一个项目的行为. 例如, del _list[3]
__iter__(self) 返回一个迭代容器

class CustomList(object):

   def __init__(self, elements=0):

       self.my_custom_list = [0] * elements

   def __str__(self):

       return str(self.my_custom_list)

   def __setitem__(self, index, value):

       self.my_custom_list[index] = value

   def __getitem__(self, index):

       return "Hey you are accessing {} element whose value is: {}".format(index, self.my_custom_list[index])

   def __iter__(self):

       return iter(self.my_custom_list)obj = CustomList(12)obj[0] = 1print(obj[0])print(obj)

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