理解 Python 中的魔術方法
Python 中的魔法方法，也稱為 dunder 方法（因為它們的名稱開頭和結尾都有雙下劃線），允許我們定義物件的各種操作的行為。它們支援自訂行為，並使我們的類別表現得像內建類型。在這篇部落格中，我們將探索不同類別的魔術方法，提供詳細的解釋，並給出實際的範例和用例。
1. 屬性存取方法
這些神奇方法控制如何存取、修改或刪除物件的屬性。
__getattr__ 和 __getattribute__
範例：使用日誌記錄自訂屬性存取
class LoggedAttributes:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __getattr__(self, item):
print(f"Accessing non-existent attribute: {item}")
return None
def __getattribute__(self, item):
print(f"Getting attribute: {item}")
return super().__getattribute__(item)
# Usage
obj = LoggedAttributes("Alice")
print(obj.name) # Output: Getting attribute: name\nAlice
print(obj.age) # Output: Accessing non-existent attribute: age\nNone
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實際用例： 在偵錯場景中記錄屬性訪問，以追蹤屬性被存取或修改的時間和方式。
__setattr__ 和 __delattr__
__setattr__：嘗試屬性分配時呼叫。
__delattr__：嘗試刪除屬性時呼叫。
範例：帶有驗證的自訂屬性修改
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def __setattr__(self, key, value):
if key == "age" and value < 0:
raise ValueError("Age cannot be negative")
super().__setattr__(key, value)
def __delattr__(self, item):
if item == "name":
raise AttributeError("Can't delete attribute 'name'")
super().__delattr__(item)
# Usage
p = Person("Alice", 30)
p.age = 25 # Works fine
# p.age = -1 # Raises ValueError
# del p.name # Raises AttributeError
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實際用例：在設定或刪除屬性時強制執行驗證規則或限制。
2. 容器方法
這些神奇的方法可以讓你的物件表現得像容器（列表、字典等）。
__len__、__getitem__、__setitem__、__delitem__ 和 __iter__
__len__：回容器的長度。
__getitem__：擷取給定索引或鍵處的項目。
__setitem__：在給定索引或鍵處設定項目。
__delitem__：刪除給定索引或鍵處的項目。
__iter__：傳回迭代器物件。
範例：自訂類似清單的物件
class CustomList:
def __init__(self):
self._items = []
def __len__(self):
return len(self._items)
def __getitem__(self, index):
return self._items[index]
def __setitem__(self, index, value):
self._items[index] = value
def __delitem__(self, index):
del self._items[index]
def __iter__(self):
return iter(self._items)
def append(self, item):
self._items.append(item)
# Usage
cl = CustomList()
cl.append(1)
cl.append(2)
cl.append(3)
print(len(cl)) # Output: 3
print(cl[1]) # Output: 2
for item in cl:
print(item) # Output: 1 2 3
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實際用例： 建立需要專門行為或其他方法的自訂集合類，同時仍支援標準清單操作。
3. 數值方法與比較方法
這些方法定義類別的物件如何與數字運算和比較互動。
數值方法
-
__add__、__sub__、__mul__、__truediv__、__floordiv__、__mod__、__pow__：定義算術運算。
範例：自訂複數類別
class Complex:
def __init__(self, real, imag):
self.real = real
self.imag = imag
def __add__(self, other):
return Complex(self.real + other.real, self.imag + other.imag)
def __sub__(self, other):
return Complex(self.real - other.real, self.imag - other.imag)
def __repr__(self):
return f"({self.real} + {self.imag}i)"
# Usage
c1 = Complex(1, 2)
c2 = Complex(3, 4)
print(c1 + c2) # Output: (4 + 6i)
print(c1 - c2) # Output: (-2 + -2i)
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實際用例：實作自訂數字類型，如複數、向量或矩陣。
比較方法
-
__eq__、__ne__、__lt__、__le__、__gt__、__ge__：定義比較運算。
範例：為自訂類別實作全排序
from functools import total_ordering
@total_ordering
class Book:
def __init__(self, title, author):
self.title = title
self.author = author
def __eq__(self, other):
return (self.title, self.author) == (other.title, other.author)
def __lt__(self, other):
return (self.title, self.author) < (other.title, other.author)
def __repr__(self):
return f"{self.title} by {self.author}"
# Usage
book1 = Book("Title1", "Author1")
book2 = Book("Title2", "Author2")
books = [book2, book1]
print(sorted(books)) # Output: [Title1 by Author1, Title2 by Author2]
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實際用例：支援對自訂物件進行排序或比較，這在堆疊、二元搜尋樹等資料結構中很有用，或者只是在對自訂物件清單進行排序時很有用。
4. 容器方法：實際用例
帶有不區分大小寫鍵的自訂字典
建立一個類似字典的對象，將鍵視為不區分大小寫。
範例：不區分大小寫的字典
class CaseInsensitiveDict:
def __init__(self):
self._data = {}
def __getitem__(self, key):
return self._data[key.lower()]
def __setitem__(self, key, value):
self._data[key.lower()] = value
def __delitem__(self, key):
del self._data[key.lower()]
def __contains__(self, key):
return key.lower() in self._data
def keys(self):
return self._data.keys()
def items(self):
return self._data.items()
def values(self):
return self._data.values()
# Usage
cid = CaseInsensitiveDict()
cid["Name"] = "Alice"
print(cid["name"]) # Output: Alice
print("NAME" in cid) # Output: True
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實際用例： 建立字典，其中鍵應被視為不區分大小寫，對於處理使用者輸入、配置設定等很有用。
結論
魔法方法提供了一種強大的方法來自訂 Python 中物件的行為。理解並有效地使用這些方法可以使您的類別更加直觀，並與 Python 的內建函數和運算符無縫整合。無論您是實現自訂數字類型、容器還是屬性存取模式，魔術方法都可以大大增強程式碼的靈活性和功能
以上是學習Python魔法方法：一個簡單的解釋的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
