一文帶你探索Python中15個常見的魔術方法
概述
在Python中，特殊方法（也稱為魔術方法）是由Python解釋器自動調(diào)用的，我們不需要手動調(diào)用它們，而是使用內(nèi)置函數(shù)來間接地使用它們。舉個例子，我們可以實現(xiàn)特殊方法__len__()，然后通過使用內(nèi)置函數(shù)len()來獲取對象的長度。同樣地，一些特殊方法的調(diào)用是隱式的，比如在使用for循環(huán)時，實際上是在使用內(nèi)置函數(shù)iter(x)來迭代對象x。
在Java中，并沒有像Python那樣簡單的實現(xiàn)方式。如果要進行比較，你需要實現(xiàn)compare方法；如果想要生成特定的對象，必須編寫適當?shù)臉?gòu)造器方法；如果想要打印對象，就需要實現(xiàn)toString方法等等。此外，在Java中的魔術類或方法以及各種本地方法基本上是不允許我們修改的。因此，我們還是簡單地看一下Python是如何調(diào)用的吧。
常用特殊方法及實現(xiàn)
下面將介紹一些常用特殊方法和實現(xiàn)。
__init__(self, ...)
構(gòu)造函數(shù)主要用于初始化對象的屬性。通過在類中定義__init__方法，可以在創(chuàng)建對象時自動調(diào)用該方法來初始化對象的屬性。在構(gòu)造函數(shù)中，可以通過self參數(shù)來訪問對象的屬性和方法，并為其賦予初始值。構(gòu)造函數(shù)在對象創(chuàng)建時只會被調(diào)用一次，可以在其中執(zhí)行一些必要的初始化操作，以確保對象在創(chuàng)建后處于正確的狀態(tài)。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
person = Person('xiaoyu', 18)
print(person.name) # 輸出: xiaoyu
print(person.age) # 輸出: 18
__str__(self)
返回對象的字符串表示，可通過print(obj)來調(diào)用。這個方法對于調(diào)試和輸出對象信息非常有用，可以提供更友好和可讀性更高的輸出結(jié)果。通過實現(xiàn)__str__方法，我們可以輕松地控制對象的打印行為，使其更符合我們的需求和預期。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def __str__(self):
return f"Person: {self.name}, {self.age} years old"
person = Person('xiaoyu', 18)
print(person) # 輸出: Person: xiaoyu, 18 years old
__repr__(self)
返回對象的可打印字符串表示，可通過obj來調(diào)用。與__str__方法類似，__repr__方法也用于提供對象的字符串表示，但它的目標是更加精確和完整地描述對象的內(nèi)部狀態(tài)和結(jié)構(gòu)。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def __repr__(self):
return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"
person = Person('xiaoyu', 18)
print(person) # 輸出: Person(name=xiaoyu, age=18)
__len__(self)
返回對象的長度，可通過len(obj)來調(diào)用。在Python中，len()函數(shù)通常用于獲取容器對象的元素個數(shù)，比如列表、字符串、字典等。通過實現(xiàn)__len__方法，我們可以自定義對象的長度，并使其適應于特定的應用場景。例如，如果我們定義了一個自定義的容器類，可以通過實現(xiàn)__len__方法來返回容器中元素的個數(shù)。這樣，我們就可以像對待其他內(nèi)置容器一樣，使用len()函數(shù)來獲取自定義容器對象的長度。
class MyList:
def __init__(self):
self.data = []
def __len__(self):
return len(self.data)
my_list = MyList()
my_list.data = [1, 2, 3, 4, 5]
print(len(my_list)) # 輸出: 5
__getitem__(self, key)
獲取對象的指定元素，可通過obj[key]來調(diào)用。并將鍵值key傳遞給它作為參數(shù)。
class MyList:
def __init__(self):
self.data = []
def __getitem__(self, key):
return self.data[key]
my_list = MyList()
my_list.data = [1, 2, 3, 4, 5]
print(my_list[2]) # 輸出: 3
__setitem__(self, key, value)
設置對象的指定元素，通過重載該方法，可以實現(xiàn)通過obj[key] = value來調(diào)用該方法。
class MyList:
def __init__(self):
self.data = []
def __setitem__(self, key, value):
self.data[key] = value
my_list = MyList()
my_list.data = [1, 2, 3, 4, 5]
my_list[2] = 10
print(my_list.data) # 輸出: [1, 2, 10, 4, 5]
__delitem__(self, key)
刪除對象的指定元素，可通過del obj[key]來調(diào)用。當你想要從對象中刪除特定的元素時，這個方法會非常有用。
class MyList:
def __init__(self):
self.data = []
def __delitem__(self, key):
del self.data[key]
my_list = MyList()
my_list.data = [1, 2, 3, 4, 5]
del my_list[2]
print(my_list.data) # 輸出: [1, 2, 4, 5]
__iter__(self)
返回一個可迭代對象，以便我們可以通過for item in obj的方式進行迭代。
class MyList:
def __init__(self):
self.data = []
def __iter__(self):
return iter(self.data)
my_list = MyList()
my_list.data = [1, 2, 3, 4, 5]
for item in my_list:
print(item) # 輸出: 1 2 3 4 5
__next__(self)
返回迭代器的下一個元素，可通過next(obj)來調(diào)用。
class MyIterator:
def __init__(self):
self.data = [1, 2, 3, 4, 5]
self.index = 0
def __next__(self):
if self.index >= len(self.data):
raise StopIteration
item = self.data[self.index]
self.index += 1
return item
my_iterator = MyIterator()
print(next(my_iterator)) # 輸出: 1
print(next(my_iterator)) # 輸出: 2
print(next(my_iterator)) # 輸出: 3
__call__(self, ...)
將對象作為函數(shù)調(diào)用時觸發(fā)，可通過obj(...)來調(diào)用。
class MyFunc:
def __call__(self, x, y):
return x + y
my_func = MyFunc()
result = my_func(3, 4)
print(result) # 輸出: 7
__eq__(self, other)
判斷對象是否相等，可通過obj == other來調(diào)用。在Java中如果判斷對象引用的話，你也需要重寫equals這個方法。
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __eq__(self, other):
return self.x == other.x and self.y == other.y
point1 = Point(1, 2)
point2 = Point(1, 2)
print(point1 == point2) # 輸出: True
__lt__(self, other)
判斷對象是否小于另一個對象，可通過obj < other來調(diào)用。
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __lt__(self, other):
return self.x < other.x and self.y < other.y
point1 = Point(1, 2)
point2 = Point(3, 4)
print(point1 < point2) # 輸出: True
__gt__(self, other)
判斷對象是否大于另一個對象，可通過obj > other來調(diào)用。
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __gt__(self, other):
return self.x > other.x and self.y > other.y
point1 = Point(3, 4)
point2 = Point(1, 2)
print(point1 > point2) # 輸出: True
__add__(self, other)
定義對象的加法操作，可通過obj + other來調(diào)用。這樣的話，你也可以對對象進行進行運算操作了
class Vector:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __add__(self, other):
return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
vector1 = Vector(1, 2)
vector2 = Vector(3, 4)
result = vector1 + vector2
print(result.x, result.y) # 輸出: 4 6
__sub__(self, other)
定義對象的減法操作，可通過obj - other來調(diào)用。
class Vector:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __sub__(self, other):
return Vector(self.x - other.x, self.y - other.y)
vector1 = Vector(3, 4)
vector2 = Vector(1, 2)
result = vector1 - vector2
print(result.x, result.y) # 輸出: 2 2
常用特殊（魔術）方法的匯總一覽表
以下是20個常用的特殊方法及其調(diào)用方式的表格，再多的用到了我們在看一下就可以了，只要記住（__）這個下劃線開頭和結(jié)尾的方法就可。請看下表：
| 特殊方法 | 描述 | 調(diào)用方式 |
|---|---|---|
| __init__ | 初始化對象 | obj = ClassName() |
| __str__ | 返回對象的字符串表示 | str(obj) |
| __len__ | 返回對象的長度 | len(obj) |
| __getitem__ | 獲取對象的元素 | obj[index] |
| __setitem__ | 設置對象的元素 | obj[index] = value |
| __delitem__ | 刪除對象的元素 | del obj[index] |
| __contains__ | 判斷對象是否包含某個元素 | value in obj |
| __add__ | 實現(xiàn)對象的加法 | obj1 + obj2 |
| __sub__ | 實現(xiàn)對象的減法 | obj1 - obj2 |
| __mul__ | 實現(xiàn)對象的乘法 | obj1 * obj2 |
| __div__ | 實現(xiàn)對象的除法 | obj1 / obj2 |
| __eq__ | 判斷對象是否相等 | obj1 == obj2 |
| __ne__ | 判斷對象是否不相等 | obj1 != obj2 |
| __lt__ | 判斷對象是否小于 | obj1 < obj2 |
| __gt__ | 判斷對象是否大于 | obj1 > obj2 |
| __le__ | 判斷對象是否小于等于 | obj1 <= obj2 |
| __ge__ | 判斷對象是否大于等于 | obj1 >= obj2 |
| __iter__ | 返回一個迭代器對象 | iter(obj) |
| __next__ | 返回迭代器的下一個元素 | next(obj) |
| __del__ | 對象銷毀時調(diào)用 | del obj |
| __call__ | 將對象作為函數(shù)調(diào)用 | obj() |
總結(jié)
Python中的特殊方法（魔術方法）是由Python解釋器自動調(diào)用的，用于實現(xiàn)對象的特定功能。常用的特殊方法包括__init__、__str__、__repr__、__len__、__getitem__、__setitem__、__delitem__、__iter__、__next__、__call__等。通過實現(xiàn)這些特殊方法，我們可以自定義對象的行為，使其更加符合我們的需求和預期。這些特殊方法的調(diào)用方式也有所不同，可以通過內(nèi)置函數(shù)、運算符、迭代等方式來調(diào)用。掌握了這些特殊方法的用法，可以提高我們在Python中編寫類和對象的靈活性和可擴展性。
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