Python面向对象运算符重载

zhwz

　　运算符重载的概念如下：

• 　　运算符重载让类拦截常规的Python运算；
  
• 　　类可重载所有Python表达式运算符；
  
• 　　类也可重载打印、函数调用、属性点号运算等内置运算；
  
• 　　重载是类实例的行为想内置类型；
  
• 　　重载是通过提供特殊名称的类方法来实现的；
  

常见的运算符重载方法
方法重载调用__init__构造函数对象建立：X =>所有重载方法的名称前后都有两个下划线字符，以便把同类中定义的变量名区别开来。构造函数和表达式:__init__和__sub__

• 
  　　>>>>
  
• 　　...   def __init__(self, start):
  
• 　　...     self.data = start
  
• 　　...   def __sub__(self, other):
  
• 　　...     return Number(self.data - other)
  
• 　　...
  
• 　　>>> X = Number(5)
  
• 　　>>> Y = X - 2
  
• 　　>>> Y
  
• 　　<__main__.Number object at 0x10224d550>
  
• 　　>>> Y.data
  
• 　　3
  

索引和分片: __getitem__和__setitem__
　　基本索引

• 
  　　>>>>
  
• 　　...     def __getitem__(self, item):
  
• 　　...         return item ** 2
  
• 　　...
  
• 　　>>>
  
• 　　>>> for i in range(5):
  
• 　　...     I = Index()
  
• 　　...     print(I, end=' ')
  
• 　　...
  
• 　　0 1 4 9 16
  

　　切片索引

• 
  　　>>>>
  
• 　　...   data = [5, 6, 7, 8, 9]
  
• 　　...   def __getitem__(self, item):
  
• 　　...     print('getitem: ', item)
  
• 　　...     return self.data[item]
  
• 　　...   def __setitem__(self, key, value):
  
• 　　...     self.data[key] = value
  
• 　　...
  
• 　　>>> X = Index()
  
• 　　>>> print(X[1:4])
  
• 　　getitem:  slice(1, 4, None)
  
• 　　[6, 7, 8]
  
• 　　>>> X[1:4] = (1, 1, 1)
  
• 　　>>> print(X[1:4])
  
• 　　getitem:  slice(1, 4, None)
  
• 　　[1, 1, 1]
  

索引迭代：__getitem__
　　如果重载了这个方法，for循环每次循环时都会调用类的getitem方法；

• 
  　　>>>>
  
• 　　...     def __getitem__(self, item):
  
• 　　...         return self.data[item].upper()
  
• 　　...
  
• 　　>>>
  
• 　　>>> X = stepper()
  
• 　　>>> X.data = 'ansheng'
  
• 　　>>> for item in X:
  
• 　　...     print(item)
  
• 　　...
  
• 　　A
  
• 　　N
  
• 　　S
  
• 　　H
  
• 　　E
  
• 　　N
  
• 　　G
  

迭代器对象：__iter__和__next__

• 
  　　>>>>
  
• 　　...   def __init__(self, start, stop):
  
• 　　...         self.value = start - 1
  
• 　　...         self.stop = stop
  
• 　　...   def __iter__(self):
  
• 　　...         return self
  
• 　　...   def __next__(self):
  
• 　　...         if self.value == self.stop:
  
• 　　...             raise StopIteration
  
• 　　...         self.value += 1
  
• 　　...         return self.value ** 2
  
• 　　...
  
• 　　>>> for i in Squares(1, 5):
  
• 　　...   print(i)
  
• 　　...
  
• 　　1
  
• 　　4
  
• 　　9
  
• 　　16
  
• 　　25
  

成员关系：__contains__、__iter__和__getitem__

• 　　class Iters:
  
• 　　def __init__(self, value):
  
• 　　self.data = value
  
• 
  
• 　　def __getitem__(self, item):
  
• 　　print('get[%s]' % item, end='')
  
• 　　return self.data[item]
  
• 
  
• 　　def __iter__(self):
  
• 　　print('iter>==', end='')
  
• 　　self.ix = 0
  
• 　　return self
  
• 
  
• 　　def __next__(self):
  
• 　　print('next:', end='')
  
• 　　if self.ix == len(self.data): raise StopIteration
  
• 　　item = self.data[self.ix]
  
• 　　self.ix += 1
  
• 　　return item
  
• 
  
• 　　def __contains__(self, item):
  
• 　　print('contains: ', end=' ')
  
• 　　return item in self.data
  
• 
  
• 
  
• 　　X = Iters([1, 2, 3, 4, 5])
  
• 　　print(3 in X)
  
• 　　for i in X:
  
• 　　print(i, end='|')
  
• 
  
• 　　print([i ** 2 for i in X])
  
• 　　print(list(map(bin, X)))
  
• 
  
• 　　I = iter(X)
  
• 　　while True:
  
• 　　try:
  
• 　　print(next(I), end=' @')
  
• 　　except StopIteration as e:
  
• 　　break
  

属性引用：__getattr__和__setattr__
　　当通过未定义的属性名称和实例通过点号进行访问时，就会用属性名称作为字符串调用这个方法，但如果类使用了继承，并且在超类中可以找到这个属性，那么就不会触发。

• 
  　　>>>>
  
• 　　...     def __getattr__(self, item):
  
• 　　...         if item == 'age':
  
• 　　...             return 40
  
• 　　...         else:
  
• 　　...             raise AttributeError(item)
  
• 　　...
  
• 　　>>>
  
• 　　>>> x = empty()
  
• 　　>>> print(x.age)
  
• 　　40
  
• 　　>>> print(x.name)
  
• 　　Traceback (most recent call last):
  
• 　　File "<stdin>", line 1, in <module>
  
• 　　File "<stdin>", line 6, in __getattr__
  
• 　　AttributeError: name
  

• 
  　　>>>>
  
• 　　...     def __setattr__(self, key, value):
  
• 　　...         if key == 'age':
  
• 　　...             self.__dict__[key] = value
  
• 　　...         else:
  
• 　　...             raise AttributeError(key + ' not allowed')
  
• 　　...
  
• 　　>>>
  
• 　　>>> x = accesscontrol()
  
• 　　>>> x.age = 40
  
• 　　>>> print(x.age)
  
• 　　40
  
• 　　>>> x.name = 'Hello'
  
• 　　Traceback (most recent call last):
  
• 　　File "<stdin>", line 1, in <module>
  
• 　　File "<stdin>", line 6, in __setattr__
  
• 　　AttributeError: name not allowed
  

__repr__和__str__会返回字符串表达式
　　__repr__和__str__都是为了更友好的显示，具体来说，如果在终端下print(Class)则会调用__repr__，非终端下会调用__str__方法，且这两个方法只能返回字符串；

• 　　class adder:
  
• 　　def __init__(self, value=0):
  
• 　　self.data = value
  
• 
  
• 　　def __add__(self, other):
  
• 　　self.data += other
  
• 
  
• 　　def __repr__(self):
  
• 　　return 'addrepr(%s)' % self.data
  
• 
  
• 　　def __str__(self):
  
• 　　return 'N: %s' % self.data
  
• 
  
• 
  
• 　　x = adder(2)
  
• 　　x + 1
  
• 　　print(x)
  
• 　　print((str(x), repr(x)))
  

右侧加法和原处加法: __radd__和__iadd__
　　只有当+右侧的对象是类实例，而左边对象不是类实例的时候，Python才会调用__radd__

• 　　class Commuter:
  
• 　　def __init__(self, val):
  
• 　　self.val = val
  
• 
  
• 　　def __add__(self, other):
  
• 　　print('add', self.val, other)
  
• 　　return self.val + other
  
• 
  
• 　　def __radd__(self, other):
  
• 　　print('radd', self.val, other)
  
• 　　return other + self.val
  
• 
  
• 
  
• 　　x = Commuter(88)
  
• 　　y = Commuter(99)
  
• 　　print(x + 1)
  
• 　　print('')
  
• 　　print(1 + y)
  
• 　　print('')
  
• 　　print(x + y)
  

　　使用__iadd__进行原处加法

• 　　class Number:
  
• 　　def __init__(self, val):
  
• 　　self.val = val
  
• 
  
• 　　def __iadd__(self, other):
  
• 　　self.val += other
  
• 　　return self
  
• 
  
• 
  
• 　　x = Number(5)
  
• 　　x += 1
  
• 　　x += 1
  
• 　　print(x.val)
  
• 
  
• 
  
• 　　class Number:
  
• 　　def __init__(self, val):
  
• 　　self.val = val
  
• 
  
• 　　def __add__(self, other):
  
• 　　return Number(self.val + other)
  
• 
  
• 
  
• 　　x = Number(5)
  
• 　　x += 1
  
• 　　x += 1
  
• 　　print(x.val)
  

Call表达式：__call__
　　当调用类实例时执行__call__方法

• 　　class Callee:
  
• 　　def __call__(self, *args, **kwargs):
  
• 　　print('Callee:', args, kwargs)
  
• 
  
• 
  
• 　　C = Callee()
  
• 　　C(1, 2, 3)
  
• 　　C(1, 2, 3, x=1, y=2, z=3)
  
• 
  
• 
  
• 　　class Prod:
  
• 　　def __init__(self, value):
  
• 　　self.value = value
  
• 
  
• 　　def __call__(self, other):
  
• 　　return self.value * other
  
• 
  
• 
  
• 　　x = Prod(3)
  
• 　　print(x(3))
  
• 　　print(x(4))
  

比较:__lt__,__gt__和其他方法
　　类可以定义方法来捕获所有的6种比较运算符：<、>、<=、>=、==和!=

• 　　class C:
  
• 　　data = 'spam'
  
• 
  
• 　　def __gt__(self, other):
  
• 　　return self.data > other
  
• 
  
• 　　def __lt__(self, other):
  
• 　　return self.data < other
  
• 
  
• 　　x = C()
  
• 　　print(x > 'han')
  
• 　　print(x < 'han')
  

布尔值测试：bool和len

• 　　class Truth:
  
• 　　def __bool__(self):
  
• 　　return True
  
• 
  
• 
  
• 　　X = Truth()
  
• 　　if X: print('yes')
  
• 
  
• 
  
• 　　class Truth:
  
• 　　def __bool__(self):
  
• 　　return False
  
• 
  
• 　　X = Truth()
  
• 　　print(bool(X))
  

　　如果没有这个方法，Python退而求其次的求长度，因为一个非空对象看作是真:

• 
  　　>>>>
  
• 　　...   def __len__(self): return 0
  
• 　　...
  
• 　　>>> X = Truth()
  
• 　　>>> if not X: print('no')
  
• 　　...
  
• 　　no
  

　　如果两个方法都有，__bool__会胜过__len__：

• 
  　　>>>>
  
• 　　...   def __bool__(self): return True
  
• 　　...   def __len__(self): return 0
  
• 　　...
  
• 　　>>> X = Truth()
  
• 　　>>> bool(X)
  
• 　　True
  

　　如果两个方法都没有定义，对象毫无疑义的看作为真：

• 
  　　>>>>
  
• 　　...
  
• 　　>>> bool(Truth)
  
• 　　True
  

对象解析函数：__del__
　　每当实例产生时，就会调用init构造函数，每当实例空间被收回时，它的对立面__del__，也就是解析函数，就会自动执行；

• 　　class Life:
  
• 　　def __init__(self, name='unknown'):
  
• 　　print('Hello, ', name)
  
• 　　self.name = name
  
• 
  
• 　　def __del__(self):
  
• 　　print('Goodbye', self.name)
  
• 
  
• 
  
• 　　brian = Life('Brian')
  
• 　　brian = 'loretta'