Python利用魔法方法玩轉(zhuǎn)對象
Python中魔法方法（magic method）其實就是那些被雙下劃線包圍的方法，比如__init__，__str__ 等等。
這些魔法方法為類添加了**“魔力”，讓我們可以在面向?qū)ο缶幊讨杏酶雍啙嵉拇a來操作對象。
本篇根據(jù)面向?qū)ο缶幊痰囊恍﹫鼍皝斫榻B常用的魔法方法**。
1. 對象構(gòu)建
為了初始化對象，我們常常在對象中定義一個__init__方法，比如：
class Student(object):
"""
學(xué)生信息
"""
def __init__(self, name):
print("[__init__] Student 初始化...")
self.name = name
# 創(chuàng)建對象
stu = Student("小明")
# 運行結(jié)果
[__init__] Student 初始化...
當(dāng)我們創(chuàng)建對象時，會自動調(diào)用魔法方法__init__去初始化屬性。
與__init__對應(yīng)的是__del__，它會在對象失效的調(diào)用，我們可以在__del__方法中清理對象Student占用的資源。
class Student(object):
def __init__(self, name):
print("[__init__] 初始化 Student...")
self.name = name
def __del__(self):
print("[__del__] 清理 Student...")
def foo():
print("進(jìn)入 foo 函數(shù)...")
stu = Student("小明")
print("離開 foo 函數(shù)...")
foo()
# 運行結(jié)果
進(jìn)入 foo 函數(shù)...
[__init__] 初始化 Student...
離開 foo 函數(shù)...
[__del__] 清理 Student...
進(jìn)入 foo 函數(shù)后創(chuàng)建對象，離開后，自動清理對象。
2. 對象屬性訪問
python的對象是可以直接訪問屬性的，但是訪問不存在的屬性時，會拋出異常。
class Student(object):
def __init__(self, name):
print("[__init__] 初始化 Student...")
self.name = name
stu = Student("小明")
print(stu.name)
print(stu.fullname)
# 運行結(jié)果
[__init__] 初始化 Student...
小明
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'fullname'
如果不想拋出異常，從而影響程序的其他部分的運行，這里可以用魔法方法 __getattr__來控制訪問了不存在的屬性時的行為。
比如，下面的示例中，訪問不存在的屬性時，返回False，不拋出異常。
class Student(object):
def __init__(self, name):
print("[__init__] 初始化 Student...")
self.name = name
def __getattr__(self, attr):
print("[__getattr__] 訪問了 Student 不存在的屬性 {}".format(attr))
return False
stu = Student("小明")
print(stu.name)
print(stu.fullname)
# 運行結(jié)果
[__init__] 初始化 Student...
小明
[__getattr__] 訪問了 Student 不存在的屬性 fullname
False
與__getattr__相對的另一個魔法方法__setattr__，與__getattr__不同的是，它既可以設(shè)置不存在的屬性，也可以設(shè)置已存在的屬性。
class Student(object):
def __init__(self, name):
print("[__init__] 初始化 Student...")
self.name = name
def __setattr__(self, attr, value):
print("[__setattr__] 設(shè)置 Student 屬性 {}={}".format(attr, value))
self.__dict__[attr] = value
stu = Student("小明")
print(stu.name)
# 已存在的屬性
stu.name = "小華"
print(stu.name)
# 不存在的屬性
stu.fullname = "小紅"
print(stu.fullname)
# 運行結(jié)果
[__init__] 初始化 Student...
[__setattr__] 設(shè)置 Student 屬性 name=小明
小明
[__setattr__] 設(shè)置 Student 屬性 name=小華
小華
[__setattr__] 設(shè)置 Student 屬性 fullname=小紅
小紅
每次對屬性賦值，都會觸發(fā)__setattr__方法，即使在__init__中給self.name賦值，也觸發(fā)了__setattr__方法，所以一共被觸發(fā)了三次。
3. 對象比較
在使用基本類型（比如數(shù)值類型，字符串類型等）的時候，比較其大小非常簡單。
print(1 < 2)
print(1 > 2)
print("abc" < "edf")
# 運行結(jié)果
True
False
True
而對象直接互相比較大小則沒有這么簡單了，還是用上面的Student類，這次我們加上各門功課的分?jǐn)?shù)。
class Student(object):
def __init__(self, name, chinese, english, mathematics):
self.name = name
self.chinese = chinese
self.english = english
self.mathematics = mathematics
stu1 = Student("小明", 80, 90, 75)
stu2 = Student("小紅", 85, 70, 95)
# 比較兩個學(xué)生對象
print(stu1 > stu2)
# 運行結(jié)果
TypeError: '>' not supported between instances of 'Student' and 'Student'
不出所料，拋出了異常。
其實我們比較兩個學(xué)生對象，是想要比較兩個學(xué)生的總分誰高誰低。
這時，我們就可以實現(xiàn)用于比較的魔法方法，比如 __eq__，__lt__，__gt__等等。
class Student(object):
def __init__(self, name, chinese, english, mathematics):
self.name = name
self.chinese = chinese
self.english = english
self.mathematics = mathematics
def total(self):
return self.chinese + self.english + self.mathematics
def __eq__(self, other: Student):
return self.total() == other.total()
def __lt__(self, other: Student):
return self.total() < other.total()
def __gt__(self, other: Student):
return self.total() > other.total()
stu1 = Student("小明", 80, 90, 75)
stu2 = Student("小紅", 85, 70, 95)
print(stu1 > stu2)
print(stu1 == stu2)
print(stu1 < stu2)
# 運行結(jié)果
False
False
True
實現(xiàn)相應(yīng)的魔法方法，就能使用相應(yīng)的比較運算符來直接比較對象了。
PS. 上面的例子中只實現(xiàn)了大于（__gt__），等于（__eq__），小于（__lt__）的比較，還有其他魔法方法，比如：大于等于（__ge__），不等于（__ne__），小于等于（__le__）等等。
實現(xiàn)的方式和上面例子中類似。
4. 對象輸出
對于一個基本類型的變量，顯示其內(nèi)容非常簡單，而對于一個對象，顯示的內(nèi)容可能就不是我們所期望的了。
class Student(object):
def __init__(self, name, chinese, english, mathematics):
self.name = name
self.chinese = chinese
self.english = english
self.mathematics = mathematics
s = "hello world"
print(s)
stu = Student("小明", 80, 90, 75)
print(stu)
# 運行結(jié)果
hello world
<__main__.Student object at 0x00000164F72FD6D0>
字符串內(nèi)容可以直接顯示出來，而對象stu只是顯示了它的內(nèi)存地址，對我們了解其中的內(nèi)容毫無幫助。
此時，就可以拿出我們的魔法方法__str__，來定制對象在print時顯示的內(nèi)容。
class Student(object):
def __init__(self, name, chinese, english, mathematics):
self.name = name
self.chinese = chinese
self.english = english
self.mathematics = mathematics
def __str__(self):
return """姓名: {}
成績:
1. 語文: {} 分
2. 數(shù)學(xué): {} 分
3. 英語: {} 分""".format(
self.name,
self.chinese,
self.mathematics,
self.english,
)
stu = Student("小明", 80, 90, 75)
print(stu)
# 運行結(jié)果
姓名: 小明
成績:
1. 語文: 80 分
2. 數(shù)學(xué): 75 分
3. 英語: 90 分
通過魔法方法__str__，可以讓對象按照我們希望的形式顯示出來。
5. 對象運算
對象除了可以像普通變量一樣比較，輸出，是不是也可以像變量一樣進(jìn)行算術(shù)運算呢？
比如：
class Student(object):
def __init__(self, name, scores):
self.name = name
self.scores = scores
def __str__(self):
return """姓名: {}, 各科成績: {}""".format(
self.name,
self.scores,
)
stu1 = Student("小明", [80, 90, 75])
stu2 = Student("小紅", [85, 70, 95])
print(stu1)
print(stu2)
print(stu1 + stu2)
# 運行結(jié)果
姓名: 小明, 各科成績: [80, 90, 75]
姓名: 小紅, 各科成績: [85, 70, 95]
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Student' and 'Student'
果然，直接進(jìn)行算術(shù)運算是不行的。
還是得借助魔法方法，下面在類中實現(xiàn)加法和減法的魔法方法。
class Student(object):
def __init__(self, name, scores):
self.name = name
self.scores = scores
def __str__(self):
return """姓名: {}, 各科成績: {}""".format(
self.name,
self.scores,
)
def __add__(self, other: Student):
name = "{}, {} 成績合計".format(self.name, other.name)
scores = [self.scores[i] + other.scores[i] for i in range(len(self.scores))]
return Student(name, scores)
def __sub__(self, other: Student):
name = "{}, {} 成績之差".format(self.name, other.name)
scores = [self.scores[i] - other.scores[i] for i in range(len(self.scores))]
return Student(name, scores)
stu1 = Student("小明", [80, 90, 75])
stu2 = Student("小紅", [85, 70, 95])
print(stu1)
print(stu2)
print(stu1 + stu2)
print(stu1 - stu2)
# 運行結(jié)果
姓名: 小明, 各科成績: [80, 90, 75]
姓名: 小紅, 各科成績: [85, 70, 95]
姓名: 小明, 小紅 成績合計, 各科成績: [165, 160, 170]
姓名: 小明, 小紅 成績之差, 各科成績: [-5, 20, -20]
其他的算術(shù)運算（比如，乘法，除法和求模等等）也有相應(yīng)的魔法方法，仿照上面的示例實現(xiàn)即可。
6. 總結(jié)
Python的魔法方法很多，本文只是列舉了其中很少的一部分，github上有一個示例python文件，列舉了很多魔法方法，供參考：magicmethods.py
到此這篇關(guān)于Python利用魔法方法玩轉(zhuǎn)對象的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python魔法方法內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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