Python運算子重載的程式碼教程

這篇文章主要介紹了Python運算子重載詳解及實例程式碼的相關資料,需要的朋友可以參考下

Python運算子重載

      Python語言提供了運算子重載功能，增強了語言的彈性，這點與C++有點類似又有些不同。鑑於它的特殊性，今天就來討論一下Python運算子重載。

      Python語言本身提供了許多魔法方法，而它的運算子重載就是透過重寫這些Python內建的魔法方法來實現。這些魔法方法都是以雙下劃線開頭和結尾的，類似於X的形式，python通過這種特殊的命名方式來攔截操作符，以實現重載。當Python的內建操作運用於類別物件時，Python會去搜尋並呼叫物件中指定的方法完成操作。

       類別可以重載加減運算、列印、函數呼叫、索引等內建運算，運算子重載使我們的物件的行為與內建物件的一樣。 Python在呼叫運算元時會自動呼叫這樣的方法，例如，如果類別實作了add方法，當類別的物件出現在+運算子中時會呼叫這個方法。

常見運算子重載方法

加減運算# X+Y，X+=Y/X-Y， X-=Y##print (X)、repr(X)／str(X)##屬性#del X.any#getattribute屬性取得#X.any##getitem索引運算#索引賦值delitem索引與分片刪除 ##eq, ne註解:（lt: less than, gt: greater than, 

#方法名稱
重載說明	運算子呼叫方式	init
##建構子	物件建立: X = Class(args)	##del
析構函數	X物件回收
##add/sub		## X+Y，X+=Y/X-Y，X-=Y
or	運算子|##X|Y, X|= Y	_repr／str
#列印／轉換		c all
函數呼叫	X(*args, **kwargs)	getattr
引用	X.undefined
setattr	屬性賦值	#X.any=value
# #delattr	屬性 刪除
		#X[ key ]，X[i:j] setitem
X[key]，X[ i:j]=sequence
		##del X[key]，del X[i:j]
	len(X)	#bool
布林測試	bool(X)	#lt, gt,  le, ge,
特定的比較	#依序為XY，X<=Y，X>= Y，	X==Y，X!=Y
#  le: less equal, ge: greater equal,    eq: equal, ne: not equal  #）	#rad	） #############radd## ##########右側加法############other+X##################iadd#### ########實地（增強的）加法############X+=Y(or ###else### add)########## ########iter, ###next############################I=iter(X), next ()##################contains#############成員關係測試###########item in X(X為任何可迭代物件)##################index###############整數######## ##########hex(X), bin(X),  oct(X)##################enter, exit###### #######環境管理器############with obj as var:##################get, set, # ########delete###############描述屬性#############X.attr, X.attr=value, del X.attr###
new	#建立	在init之前建立物件

   以下對常用的運算子方法的使用進行介紹。

建構子與析構函式：init與del

#       它們的主要功能是進行物件的建立與回收，當執行個體建立時，就會呼叫init建構方法。當實例物件被收回時，析構函數del會自動執行。

>>> class Human(): 
...   def init(self, n): 
...     self.name = n 
...       print("init ",self.name) 
...   def del(self): 
...     print("del") 
...  
>>> h = Human('Tim') 
init Tim 
>>> h = 'a' 
del

加減運算：add和sub

       重載這兩個方法可以在普通的物件上加上＋－運算子運算。下面的程式碼示範如何使用＋－運算符，如果將程式碼中的sub方法去掉，再呼叫減號運算子就會出錯。

>>> class Computation(): 
...   def init(self,value): 
...     self.value = value 
...   def add(self,other): 
...     return self.value + other 
...   def sub(self,other): 
...     return self.value - other 
...  
>>> c = Computation(5) 
>>> c + 5 
10 
>>> c - 3 
2

物件的字串表達形式：repr和str

       這兩個方法都是用來表示物件的字符字串表達形式：print()、str()方法會呼叫到str方法，print()、str()和repr()方法會呼叫repr方法。從下面的例子可以看出，當兩個方法同時定義時，Python會優先搜尋並呼叫str方法。

>>> class Str(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'

索引取值與賦值：getitem, setitem

       實現這兩個方法，可以透過諸如X[i] 的形式對物件進行取值和賦值，也可以對物件使用切片操作。

>>> class Indexer: 
  data = [1,2,3,4,5,6] 
  def getitem(self,index): 
    return self.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]

設定與存取屬性：getattr、setattr

       我們可以透過重載getattr和setattr來攔截物件成員的存取。 getattr在存取物件中不存在的成員時會自動呼叫。 setattr方法用於在初始化物件成員的時候調用，即在設定dict的item時就會調用setattr方法。具體例子如下：

class A(): 
  def init(self,ax,bx): 
    self.a = ax 
    self.b = bx 
  def f(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()

     上面程式碼的運作結果如下，從結果可以看出，存取不存在的變數x時會呼叫getattr方法；當init被呼叫的時候，賦值運算也會呼叫setattr方法。

setattr 
setattr 
{'a': 1, 'b': 2} 
getattr 
setattr 
{'a': 1, 'x': 3, 'b': 2}

迭代器物件: iter,  next

#       Python中的迭代，可以直接透過重載getitem方法來實現，請看下面的範例。

>>> class Indexer: 
...   data = [1,2,3,4,5,6] 
...   def getitem(self,index): 
...       return self.data[index] 
...  
>>> x = Indexer() 
>>> for item in x: 
...   print(item) 
...  
1 
2 
3 
4 
5 
6

      透過上面的方法是可以實現迭代，但不是最好的方式。 Python的迭代操作會優先嘗試呼叫iter方法，再嘗試getitem。迭代環境是透過iter去嘗試尋找iter方法來實現，而這個方法回傳一個迭代器物件。如果這個方法已經提供，Python會重複呼叫迭代器物件的next()方法，直到發生StopIteration異常。如果沒有找到iter，Python才會嘗試使用getitem機制。下面看一下迭代器的例子。

class Next(object): 
  def init(self, data=1): 
    self.data = data 
  def iter(self): 
    return self 
  def next(self): 
    print("next called") 
    if self.data > 5: 
      raise StopIteration 
    else: 
      self.data += 1 
      return self.data 
for i in Next(3): 
  print(i) 
print("-----------") 
n = Next(3) 
i = iter(n) 
while True: 
  try: 
    print(next(i)) 
  except Exception as e: 
    break

   程式的運作結果如下：

next called 
4 
next called 
5 
next called 
6 
next called 
----------- 
next called 
4 
next called 
5 
next called 
6 
next called

    可見實現了iter和next方法後，可以透過for in的方式迭代遍歷物件，也可以透過iter()和next()方法迭代遍歷物件。

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