<p>本篇文章给大家带来了关于<a href="http://www.php.cn/course/list/31.html" target="_blank">Python</a>的相关知识，Python中有一些特殊方法的方法名都是以双下划线开始和结束，所以又被称为双下方法，下面一起来看一下，希望对大家有帮助。</p>
<p><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/62d4f1fd38dfa174.jpg" alt="完全掌握Python中的双下方法" ></p>
<p>【相关推荐：<a href="http://www.php.cn/course/list/31.html" target="_blank">Python3视频教程</a> 】</p>
<h2>前言</h2>
<p>大家在写 Python 代码的时候有没有这样的疑问。</p>
<p>为什么数学中的<code>+</code>号，在字符串运算中却变成拼接功能，如<code>'ab' + 'cd'</code>结果为<code>abcd</code>；而<code>*</code>号变成了重复功能，如<code>'ab' * 2</code>结果为<code>abab</code>。</p>
<p>为什么某些对象<code>print</code>能输出数据，而<code>print</code>自定义的类对象却输出一堆看不懂的代码<code><__main__.MyCls object at 0x105732250></code>。</p>
<p>不是因为系统做了特殊定制，而是 Python 中有一类特殊的方法，在某些特定的场合会自动调用。如，在字符串类<code>str</code>中定义了<code>__add__</code>方法后，当代码遇到字符串相加<code>'ab' + 'cd'</code>时，就会自动调用<code>__add__</code>方法完成字符串拼接。</p>
<p>因为这类特殊方法的方法名都是以双下划线开始和结束，所以又被称为双下方法。</p>
<p>Python 中的双下方法很多，今天我们对它做个详解。</p>
<p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/dc4eae5d11b7bd06ec193c866274280b-0.jpg"></p>
<p style="text-align:center">Python中的双下方法</p>
<h2>1. init方法</h2>
<p><code>__init__</code>的方法是很多人接触的第一个<code>双下方法</code>。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">class A:
def __init__(self, a):
self.a = a</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>当调用<code>A()</code>实例化对象的时候，<code>__init__</code>方法会被自动调用，完成对象的初始化。</p><h2>2. 运算符的双下方法</h2><p>在类中定义运算符相关的<code>双下方法</code>，可以直接在类对象上做加减乘除、比较等操作。</p><p>这里，定义一个尺子类<code>Rule</code>，它包含一个属性<code>r_len</code>代表尺子的长度。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">class Rule:
def __init__(self, r_len):
self.r_len = r_len</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><h3>2.1 比较运算符</h3><p>如果想按照尺子的长度对不同的尺子做比较，需要在<code>Rule</code>类中定义比较运算符。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">class Rule:
def __init__(self, r_len):
self.r_len = r_len
# < 运算符
def __lt__(self, other):
return self.r_len < other.r_len
# <= 运算符
def __le__(self, other):
return self.r_len <= other.r_len
# > 运算符
def __gt__(self, other):
return self.r_len > other.r_len
# >= 运算符
def __ge__(self, other):
return self.r_len >= other.r_len</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>这里定义了<code><</code>、<code><=</code>、<code>></code>和<code>>=</code>四个比较运算符，这样就可以用下面的代码比较<code>Rule</code>对象了。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">rule1 = Rule(10)
rule2 = Rule(5)
print(rule1 > rule2) # True
print(rule1 >= rule2) # True
print(rule1 < rule2) # False
print(rule1 <= rule2) # False</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>当用<code>></code>比较<code>rule1</code>和<code>rule2</code>的时候，<code>rule1</code>对象会自动调用<code>__gt__</code>方法，并将<code>rule2</code>对象传给<code>other</code>参数，完成比较。</p><p>下面是比较运算符的双下方法</p><p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/dc4eae5d11b7bd06ec193c866274280b-1.png"/></p><p style="max-width:90%">比较运算符双下方法</p><h3>2.2 算术运算符</h3><p>可以支持类对象加减乘除。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __add__(self, other):
return Rule(self.r_len + other.r_len)</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>这里定义了<code>__add__</code>方法，对应的是<code>+</code>运算符，他会把两个尺子的长度相加，并生成新的尺子。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">rule1 = Rule(10)
rule2 = Rule(5)
rule3 = rule1 + rule2</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>下面是算术运算符的双下方法</p><p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/dc4eae5d11b7bd06ec193c866274280b-2.png"/></p><h3>2.3 反向算术运算符</h3><p>它支持其他类型的变量与<code>Rule</code>类相加。以<code>__radd__</code>方法为例</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __radd__(self, other):
return self.r_len + other</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">rule1 = Rule(10)
rule2 = 10 + rule1</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>程序执行<code>10 + rule1</code>时，会尝试调用<code>int</code>类的<code>__add__</code>但<code>int</code>类类没有定义与<code>Rule</code>类对象相加的方法，所以程序会调用<code>+</code>号右边对象<code>rule1</code>的<code>__radd__</code>方法，并把<code>10</code>传给<code>other</code>参数。</p><p>所以这种运算符又叫右加运算符。它所支持的运算符与上面的算术运算符一样，方法名前加<code>r</code>即可。</p><h3>2.4 增量赋值运算符</h3><p>增量赋值运算符是<code>+=</code>、<code>-=</code>、<code>*=</code>、<code>/=</code>等。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __iadd__(self, other):
self.r_len += other
return self</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">rule1 = Rule(10)
rule1 += 5</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>除了<code>__pmod__</code>方法，其他的跟算数运算符一样，方面名前都加i。</p><h3>2.4 位运算符</h3><p>这部分支持按二进制进行取反、移位和与或非等运算。由于<code>Rule</code>类不涉及位运算，所以我们换一个例子。</p><p>定义二进制字符串的类<code>BinStr</code>，包含<code>bin_str</code>属性，表示二进制字符串。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">class BinStr:
def __init__(self, bin_str):
self.bin_str = bin_str</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">x = BinStr('1010') #创建二进制字符串对象
print(x.bin_str) # 1010</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>给<code>BinStr</code>定义一个取反运算符<code>~</code></p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;"># ~ 运算符
def __invert__(self):
inverted_bin_str = ''.join(['1' if i == '0' else '0' for i in self.bin_str])
return BinStr(inverted_bin_str)</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p><code>__invert__</code>方法中，遍历<code>bin_str</code>字符串，将每位取反，并返回一个新的<code>BinStr</code>类对象。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">x = BinStr('1011')
invert_x = ~x
print(invert_x.bin_str) # 0100</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>下面是位运算符的双下方法</p><p style="text-align:center"><img alt="" src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/4894e53be3e9850194264d258e8620e0-3.png"/></p><p>这部分也支持反向位运算符和增量赋值位运算符，规则跟算数运算符一样，这里就不再赘述。</p><h2>3.字符串表示</h2><p>这部分涉及两个双下方法<code>__repr__</code>和<code>__format__</code>，在某些特殊场景，如<code>print</code>，会自动调用，将对象转成字符串。</p><p>还是以<code>BinStr</code>为例，先写<code>__repr__</code>方法。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __repr__(self):
decimal = int('0b'+self.bin_str, 2)
return f'二进制字符串：{self.bin_str}，对应的十进制数字：{decimal}'</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">x = BinStr('1011')
print(x)
# 输出：二进制字符串：1011，对应的十进制数字：11</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>当程序执行<code>print(x)</code>时，会自动调用<code>__repr__</code>方法，获取对象<code>x</code>对应的字符串。</p><p>再写<code>__format__</code>方法，它也是将对象格式化为字符串。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __format__(self, format_spec):
return format_spec % self.bin_str</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">print('{0:二进制字符串：%s}'.format(x))
# 输出：二进制字符串：1011</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>当<code>.format</code>方法的前面字符串里包含<code>0:</code>时，就会自动调用<code>__format__</code>方法，并将字符串传给<code>format_spec</code>参数。</p><h2>4.数值转换</h2><p>调用<code>int(obj)</code>、<code>float(obj)</code>等方法，可以将对象转成相对应数据类型的数据。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __int__(self):
return int('0b'+self.bin_str, 2)</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">x = BinStr('1011')
print(int(x))</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>当调用<code>int(x)</code>时，会自动调用<code>__int__</code>方法，将二进制字符串转成十进制数字。</p><p>数值转换除了上面的两个外，还有<code>__abs__</code>、<code>__bool__</code>、<code>__complex__</code>、<code>__hash__</code>、<code>__index__</code>和<code>__str__</code>。</p><p><code>__str__</code>和<code>__repr__</code>一样，在<code>print</code>时都会被自动调用，但<code>__str__</code>优先级更高。</p><h2>5.集合相关的双下方法</h2><p>这部分可以像集合那样，定义对象长度、获取某个位置元素、切片等方法。</p><p>以<code>__len__</code>和<code>__getitem__</code>为例</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __len__(self):
return len(self.bin_str)
def __getitem__(self, item):
return self.bin_str[item]</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">x = BinStr('1011')
print(len(x)) # 4
print(x[0]) # 1
print(x[0:3]) # 101</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p><code>len(x)</code>会自动调用<code>__len__</code>返回对象的长度。</p><p>通过<code>[]</code>方式获取对象的元素时，会自动调用<code>__getitem__</code>方法，并将切片对象传给<code>item</code>参数，即可以获取单个元素，还可以获取切片。</p><p>集合相关的双下方法还包括<code>__setitem__</code>、<code>__delitem__</code>和<code>__contains__</code>。</p><h2>6.迭代相关的双下方法</h2><p>可以在对象上使用<code>for-in</code>遍历。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __iter__(self):
self.cur_i = -1
return self
def __next__(self):
self.cur_i += 1
if self.cur_i >= len(self.bin_str):
raise StopIteration() # 退出迭代
return self.bin_str[self.cur_i]</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">x = BinStr('1011')
for i in x:
print(i)</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>当在<code>x</code>上使用<code>for-in</code>循环时，会先调用<code>__iter__</code>方法将游标<code>cur_i</code>置为初始值<code>-1</code>，然后不断调用<code>__next__</code>方法遍历<code>self.bin_str</code>中的每一位。</p><p>这部分还有一个<code>__reversed__</code>方法用来反转对象。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">def __reversed__(self):
return BinStr(''.join(list(reversed(self.bin_str))))</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">x = BinStr('1011')
reversed_x = reversed(x)
print(reversed_x)
# 输出：二进制字符串：1101，对应的十进制数字：13</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><h2>7.类相关的双下方法</h2><p>做 web 开发的朋友，用类相关的双下方法会更多一些。</p><h3>7.1 实例的创建和销毁</h3><p>实例的创建是<code>__new__</code>和<code>__init__</code>方法，实例的销毁是<code>__del__</code>方法。</p><p><code>__new__</code>的调用早于<code>__init__</code>，它的作用是创建对象的实例（内存开辟一段空间），而后才将该实例传给<code>__init__</code>方法，完成实例的初始化。</p><p>由于<code>__new__</code>是类静态方法，因此它可以控制对象的创建，从而实现<strong>单例模式</strong>。</p><p><code>__del__</code>方法在实例销毁时，被自动调用，可以用来做一些清理工作和资源释放的工作。</p><h3>7.2 属性管理</h3><p>类属性的访问和设置。包括<code>__getattr__</code>、<code>__getattribute__</code>、<code>__setattr__</code>和<code>__delattr__</code>方法。</p><p><code>__getattr__</code>和<code>__getattribute__</code>的区别是，当访问类属性时，无论属性存不存在都会调用<code>__getattribute__</code>方法，只有当属性不存在时才会调用<code>__getattr__</code>方法。</p><h3>7.3 属性描述符</h3><p>控制属性的访问，一般用于把属性的取值控制在合理范围内。包括<code>__get__</code>、<code>__set__</code>和<code>__delete__</code>方法。</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:py;">class XValidation:
def __get__(self, instance, owner):
return self.x
def __set__(self, instance, value):
if 0 <= value <= 100:
self.x = value
else:
raise Exception('x不能小于0，不能大于100')
def __delete__(self, instance):
print('删除属性')
class MyCls:
x = XValidation()
def __init__(self, n):
self.x = n
obj = MyCls(10)
obj.x = 101
print(obj.x) # 抛异常：Exception: x不能小于0，不能大于100</pre><div class="contentsignin">登录后复制</div></div><p>上述例子，通过类属性描述符，可以将属性x的取值控制在<code>[0, 100]</code>之前，防止不合法的取值。</p>
<h2>8.总结</h2>
<p>虽然上面介绍的不是所有的双下方法，但也算是绝大多数了。</p>
<p>虽然双下方法里可以编写任意代码，但大家尽量编写与方法要求一样的代码。如，在<code>__add__</code>方法实现的不是对象相加而是相减，虽然也能运行，但这样会造成很大困惑，不利于代码维护。</p>
<p>【相关推荐：<a href="http://www.php.cn/course/list/31.html" target="_blank">Python3视频教程</a> 】</p>
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