Python运算符重载详解及实例代码
Python运算符重载
Python语言提供了运算符重载功能，增强了语言的灵活性，这一点与C++有点类似又有些不同。鉴于它的特殊性，今天就来讨论一下Python运算符重载。
Python语言本身提供了很多魔法方法，它的运算符重载就是通过重写这些Python内置魔法方法实现的。这些魔法方法都是以双下划线开头和结尾的，类似于__X__的形式，python通过这种特殊的命名方式来拦截操作符，以实现重载。当Python的内置操作运用于类对象时，Python会去搜索并调用对象中指定的方法完成操作。
类可以重载加减运算、打印、函数调用、索引等内置运算，运算符重载使我们的对象的行为与内置对象的一样。Python在调用操作符时会自动调用这样的方法，例如，如果类实现了__add__方法，当类的对象出现在+运算符中时会调用这个方法。
常见运算符重载方法
方法名 重载说明 运算符调用方式 __init__ 构造函数 对象创建:X=Class(args) __del__ 析构函数 X对象收回 __add__/__sub__ 加减运算 X+Y，X+=Y/X-Y，X-=Y __or__ 运算符| X|Y,X|=Y _repr__／__str__ 打印／转换 print(X)、repr(X)／str(X) __call__ 函数调用 X(*args,**kwargs) __getattr__ 属性引用 X.undefined __setattr__ 属性赋值 X.any=value __delattr__ 属性删除 delX.any __getattribute__ 属性获取 X.any __getitem__ 索引运算 X[key]，X[i:j] __setitem__ 索引赋值 X[key]，X[i:j]=sequence __delitem__ 索引和分片删除 delX[key]，delX[i:j] __len__ 长度 len(X) __bool__ 布尔测试 bool(X) __lt__,__gt__, __le__,__ge__, __eq__,__ne__ 特定的比较 依次为X X==Y，X!=Y 注释：（lt:lessthan,gt:greaterthan, le:lessequal,ge:greaterequal, eq:equal,ne:notequal ） __radd__ 右侧加法 other+X __iadd__ 实地（增强的）加法 X+=Y(orelse__add__) __iter__,__next__ 迭代 I=iter(X),next() __contains__ 成员关系测试 iteminX(X为任何可迭代对象) __index__ 整数值 hex(X),bin(X), oct(X) __enter__,__exit__ 环境管理器 withobjasvar: __get__,__set__, __delete__ 描述符属性 X.attr,X.attr=value,delX.attr __new__ 创建 在__init__之前创建对象
下面对常用的运算符方法的使用进行一下介绍。
构造函数和析构函数：__init__和__del__
它们的主要作用是进行对象的创建和回收，当实例创建时，就会调用__init__构造方法。当实例对象被收回时，析构函数__del__会自动执行。
>>>classHuman():
...def__init__(self,n):
...self.name=n
...print("__init__",self.name)
...def__del__(self):
...print("__del__")
...
>>>h=Human('Tim')
__init__Tim
>>>h='a'
__del__
加减运算：__add__和__sub__
重载这两个方法就可以在普通的对象上添加＋－运算符操作。下面的代码演示了如何使用＋－运算符，如果将代码中的__sub__方法去掉，再调用减号运算符就会出错。
>>>classComputation(): ...def__init__(self,value): ...self.value=value ...def__add__(self,other): ...returnself.value+other ...def__sub__(self,other): ...returnself.value-other ... >>>c=Computation(5) >>>c+5 10 >>>c-3 2
对象的字符串表达形式：__repr__和__str__
这两个方法都是用来表示对象的字符串表达形式：print()、str()方法会调用到__str__方法，print()、str()和repr()方法会调用__repr__方法。从下面的例子可以看出，当两个方法同时定义时，Python会优先搜索并调用__str__方法。
>>>classStr(object): ...def__str__(self): ...return"__str__called" ...def__repr__(self): ...return"__repr__called" ... >>>s=Str() >>>print(s) __str__called >>>repr(s) '__repr__called' >>>str(s) '__str__called'
索引取值和赋值：__getitem__,__setitem__
通过实现这两个方法，可以通过诸如X[i]的形式对对象进行取值和赋值，还可以对对象使用切片操作。
>>>classIndexer: data=[1,2,3,4,5,6] def__getitem__(self,index): returnself.data[index] def__setitem__(self,k,v): self.data[k]=v print(self.data) >>>i=Indexer() >>>i[0] 1 >>>i[1:4] [2,3,4] >>>i[0]=10 [10,2,3,4,5,6]
设置和访问属性：__getattr__、__setattr__
我们可以通过重载__getattr__和__setattr__来拦截对对象成员的访问。__getattr__在访问对象中不存在的成员时会自动调用。__setattr__方法用于在初始化对象成员的时候调用，即在设置__dict__的item时就会调用__setattr__方法。具体例子如下：
classA():
def__init__(self,ax,bx):
self.a=ax
self.b=bx
deff(self):
print(self.__dict__)
def__getattr__(self,name):
print("__getattr__")
def__setattr__(self,name,value):
print("__setattr__")
self.__dict__[name]=value
a=A(1,2)
a.f()
a.x
a.x=3
a.f()
上面代码的运行结果如下，从结果可以看出，访问不存在的变量x时会调用__getattr__方法；当__init__被调用的时候，赋值运算也会调用__setattr__方法。
__setattr__
__setattr__
{'a':1,'b':2}
__getattr__
__setattr__
{'a':1,'x':3,'b':2}
迭代器对象:__iter__, __next__
Python中的迭代，可以直接通过重载__getitem__方法来实现，看下面的例子。
>>>classIndexer: ...data=[1,2,3,4,5,6] ...def__getitem__(self,index): ...returnself.data[index] ... >>>x=Indexer() >>>foriteminx: ...print(item) ... 1 2 3 4 5 6
通过上面的方法是可以实现迭代，但并不是最好的方式。Python的迭代操作会优先尝试调用__iter__方法，再尝试__getitem__。迭代环境是通过iter去尝试寻找__iter__方法来实现，而这种方法返回一个迭代器对象。如果这个方法已经提供，Python会重复调用迭代器对象的next()方法，直到发生StopIteration异常。如果没有找到__iter__，Python才会尝试使用__getitem__机制。下面看一下迭代器的例子。
classNext(object):
def__init__(self,data=1):
self.data=data
def__iter__(self):
returnself
def__next__(self):
print("__next__called")
ifself.data>5:
raiseStopIteration
else:
self.data+=1
returnself.data
foriinNext(3):
print(i)
print("-----------")
n=Next(3)
i=iter(n)
whileTrue:
try:
print(next(i))
exceptExceptionase:
break
程序的运行结果如下：
__next__called 4 __next__called 5 __next__called 6 __next__called ----------- __next__called 4 __next__called 5 __next__called 6 __next__called
可见实现了__iter__和__next__方法后，可以通过forin的方式迭代遍历对象，也可以通过iter()和next()方法迭代遍历对象。
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