python之特殊方法

特殊方法的定义：

1.定义在某些class当中

2.不需要直接调用

3.Python的某些函数或者是操作符会调用相应的特殊方法

特殊方法很多，我们只需要编写用到的特殊方法，以及有关联性的特殊方法。

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__str__和__repr__方法：
如果要把一个类的实例变成 str，就需要实现特殊方法__str__()：

>>> class Person(object):
    def __init__(self,name,gender):
        self.name = name
        self.gender =gender
    def __str__(self):
        return '(Person:%s,%s)'%(self.name,self.gender)

>>> p = Person('Bob','male')
>>> print (p)
(Person:Bob,male)

但是当我们输入p的时候我们并不能显示出字符串

>>> p
<__main__.Person object at 0x035FC950>

好像是__str__并没有调用

因为 Python 定义了__str__()和__repr__()两种方法，__str__()用于显示给用户，而__repr__()用于显示给开发人员。

有一个偷懒的定义__repr__的方法：

>>> class Person(object):
    def __init__(self,name,gender):
        self.name = name
        self.gender =gender
    def __str__(self):
        return '(Person:%s,%s)'%(self.name,self.gender)
    __repr__ = __str__

>>> p = Person('Bob','Male')
>>> p
(Person:Bob,Male)

这里我们在输入P的时候就不会显示出地址了。

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__cmp__:
对 int、str 等内置数据类型排序时，Python的 sorted() 按照默认的比较函数 cmp 排序，但是，如果对一组 Student 类的实例排序时，就必须提供我们自己的特殊方法 __cmp__()：

>>>class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score
    def __str__(self):
        return '(%s: %s)' % (self.name, self.score)
    __repr__ = __str__

    def __cmp__(self, s):
        if self.name < s.name:
            return -1
        elif self.name > s.name:
            return 1
        else:
            return 0
>>> L = [Student('Tim', 99), Student('Bob', 88), Student('Alice', 77)]
>>> print sorted(L)
[(Alice: 77), (Bob: 88), (Tim: 99)]

这里的是python2.0的写法，但是在python3.0当中，它的写法就不是这样的了。

>>> class Student(object):
    def __init__(self,name,score):
        self.name = name
        self.score = score
    def __str__(self):
        return '(%s:%s)' % (self.name,self.score)
    __repr__ = __str__
    def __lt__(self,s):
        return self.name < s.name
    def __gt__(self,s):
        return self.name > s.name
    def eg(self,s):
        return self.name == s.name

>>> L = [Student('Tim',99),Student('Bob',88),Student('Alice',77)]
>>> print (sorted(L))
[(Alice:77), (Bob:88), (Tim:99)]

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__len__函数：

>>> class Student(object):
    def __init__(self,*args):
        self.names = args
    def __len__(self):
        return len(self.names)

>>> L = Student('Bob','Alice','Tim')
>>> print (len(L))
3

要让 len() 函数工作正常，类必须提供一个特殊方法__len__()，它返回元素的个数。

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数学运算：

Python 提供的基本数据类型 int、float 可以做整数和浮点的四则运算以及乘方等运算。

但是，四则运算不局限于int和float，还可以是有理数、矩阵等。

要表示有理数，可以用一个Rational类来表示：

class Rational(object):
    def __init__(self, p, q):
        self.p = p
        self.q = q

    def __add__(self, r):
        return Rational(self.p * r.q + self.q * r.p, self.q * r.q)

    def __sub__(self, r):
        return Rational(self.p * r.q - self.q * r.p, self.q * r.q)

    def __mul__(self, r):
        return Rational(self.p * r.p, self.q * r.q)

    def __div__(self, r):
        return Rational(self.p * r.q, self.q * r.p)

    def __str__(self):
        def mydiv(x,y):
            if x<y:
                x,y=y,x
            while x%y!=0:
                x,y=y,x%y
                mydiv(x,y)
            return y
        r=mydiv(self.p,self.q)
        return '%s/%s' % (self.p/r,self.q/r)

    __repr__ = __str__

r1 = Rational(1, 2)
r2 = Rational(1, 4)
print r1 + r2
print r1 - r2
print r1 * r2
print r1 / r2

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类型转换：

为了能够将那个Rational函数变为int，我们可以使用int（）

在类里面我们可以使用特殊的函数转化。比如命名‘__int__()’

>>> class Rational(object):
    def __init__(self,p,q):
        self.p = p
        self.q = q
    def __int__(self):
        return self.p // self.q
    def __float__(self):
        return self.p * 1.0 /self.q

>>> print (float(Rational(7,2)))
3.5
>>> print (float(Rational(1,3)))
0.3333333333333333

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@property

当我们考虑隐秘性的时候，我们会使用__属性__来保证该属性，不会被外在所访问。

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.__score = score
    def get_score(self):
        return self.__score
    def set_score(self, score):
        if score < 0 or score > 100:
            raise ValueError('invalid score')
        self.__score = score

但是我们可以使用其他的方法来装饰函数，这样可以节约代码。

>> class Student(object):
    def __init__(self,name,score):
        self.name = name
        self.__score = score
    @property
    def score(self):
        return self.__score
    @score.setter
    def score(self,score):
        if score < 0 or score > 100:
            raise ValueError('invalid score')
        self.__score = score

>>> s = Student('Bob',59)
>>> s.score = 60
>>> print (s.score)
60
>>> s.score = 1000
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#17>", line 1, in <module>
    s.score = 1000
  File "<pyshell#13>", line 11, in score
    raise ValueError('invalid score')
ValueError: invalid score

第一个score(self)是get方法，用@property装饰，第二个score(self, score)是set方法，用@score.setter装饰，@score.setter是前一个@property装饰后的副产品。

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__slots__

如果要限制添加的属性，例如，Student类只允许添加 name、gender和score 这3个属性，就可以利用Python的一个特殊的__slots__来实现。

>>> class Student(object):
    __slots__ = ('name','gender','score')
    def __init__(self,name,gender,score):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.score = score

>>> s = Student('Bob','male',59)
>>> s.name = 'Tim'
>>> s.score = 99
>>> s.grade = 'A'
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#14>", line 1, in <module>
    s.grade = 'A'
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'grade'

__slots__的目的是限制当前类所能拥有的属性，如果不需要添加任意动态的属性，使用__slots__也能节省内存。

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__call__:

一个类实例也可以变成一个可调用对象，只需要实现一个特殊方法__call__()。

>>> class Person(object):
    def __init__(self,name,gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
    def __call__(self,friend):
        print ('My name is %s...' % self.name)
        print ('My name is %s...'% friend)

>>> p = Person('Bob','male')
>>> p ('Tim')
My name is Bob...
My name is Tim...

这里的就是将P变为了一个可调用对象。