Python的面向对象（二）：Python中神奇的魔法方法

魔法方法

Python里面有一种特殊的方法，叫做魔法方法。Python的类里提供的，是由两个下划线开始，再以两个下划线结束的方法。
魔法方法不需要手动调用，会在恰当的时候就会被激活，自动执行。
魔法方法的名字都是系统规定好的，不能乱写，在合适的时候自己调用。

1.init方法

_init_()方法，在创建一个对象时默认被调用，不需要手动调用。在开发中，如果希望在创建对象的同时，就设置对象的属性，可以对__init__ 方法进行改造。

class Student(object):def __init__(self, name):  # 重写了___init__魔法方法，设置对象的属性# 在创建对象时，会自动调用这个方法。print('__init__方法被调用了')self.name = namedef play_game(self):print('{}正在玩游戏'.format(self.name))
s1 = Student('张三') #创建对象时，必须要指定name属性的值
print(s1.name)  # 张三
s1.play_game()  # 张三正在玩游戏

运行结果：

__init__方法被调用了
张三
张三正在玩游戏

注意：

_init_()方法在创建对象时默认被调用，不需要手动调用。

_init_()方法里的self参数，在创建对象时不需要传递参数，python解释器会把创建好的对象引用直接赋值给self

在类的内部，可以使用self来使用属性和调用方法；在类的外部，需要使用对象名来使用属性和调用方法。

如果有多个对象，每个对象的属性是各自保存的，都有各自独立的地址。

方法是所有对象共享的，只占用一份内存空间，方法被调用时会通过self来判断是哪个对象调用了实例方法。

2.del方法

既然有创建对象时的魔法方法调用，就会有删除对象时的魔法方法调用，_del_()方法就是当对象被销毁时，会自动调用这个方法。

class Student(object):def __init__(self, name):print('__init__方法被调用了')self.name = namedef __del__(self):# 当对象被销毁时，会自动调用这个方法print('__del__ 方法被调用了')def play_game(self):print('{}正在玩游戏'.format(self.name))
s1 = Student('张三')
del s1

运行结果：

__init__方法被调用了
del 方法被调用了

3.str方法

__str__方法返回对象的描述信息，使用print()函数打印对象时，其实调用的就是这个对象的__str__方法。
调用对象的 __str__方法，默认会打印类名和对象的地址名。

class Student(object):def __init__(self, name):self.name = name
s1 = Student('张三')
print(s1)   # <__main__.Student object at 0x00000298D1161808>

那我们如何得到s1的值呢？其实想要修改对象的输出结果，我们就需要重写__str__方法。

class Student(object):def __init__(self, name):self.name = namedef __str__(self):return '姓名:{}'.format(self.name)
s1 = Student('张三')
print(s1)  # 姓名:张三

4.repr方法

__repr__方法和__str__方法功能类似，都是用来修改一个对象的默认打印内容。在打印一个对象时，如果没有重写__str__方法，它会自动来查找__repr__方法。如果这两个方法都没有，会直接打印这个对象的内存地址。

class Student(object):def __init__(self, name):self.name = namedef __repr__(self):return '姓名:{}'.format(self.name)
s1 = Student('张三')
print(s1)  # 姓名:张三

倘若__repr__方法和__str__方法同时出现，会发生什么情况呢？？？

class Student(object):def __init__(self, name):self.name = namedef __repr__(self):return 'hello world'def __str__(self):return '姓名:{}'.format(self.name)
s1 = Student('张三')
print(s1)  # 姓名:张三

从上面的实例可知，若两种方法同时出现，会选择调用__str__方法。
如果还想在有__str__方法的情况下，调用__repr__方法，我们可以调用内置函数repr或者手动调用__repr__方法。

class Student(object):def __init__(self, name):self.name = namedef __repr__(self):return 'hello world'def __str__(self):return '姓名:{}'.format(self.name)
s1 = Student('张三')
print(s1)  #自动调用__str__方法
print(repr(s1))  # 调用内置函数 repr 会触发对象的 __repr__ 方法
print(s1.__repr__())  # 手动调用__repr__魔法方法

运行结果：

姓名:张三
hello world
hello world

注意：

如果不做任何的修改，直接打印一个对象，是文件的 name.类型内存地址

当打印一个对象的时候，会调用这个对象的 str 或者 repr 方法

如果两个方法都写了，选择 str

如果在两个方法都写了的情况下，调用__repr__方法，我们可以调用内置函数repr或者手动调用__repr__方法。

5.call方法

对象后面加括号，触发执行。

class Student(object):def __init__(self, name):self.name = namedef __call__(self, *args, **kwargs):print('args={},kwargs={}'.format(args, kwargs))
s1 = Student('张三')
s1(1, 2, 3, age=18, score=99)  # args=(1, 2, 3),kwargs={'age': 18, 'score': 99}

6.比较运算符相关的魔法方法

class Student(object):def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = score
s1 = Student('zhangsan', 90)
s2 = Student('zhangsan', 90)

s1和s2是否是同一个对象？
比较两个对象是否是同一个对象，我们需要比较的是内存地址

print('0x%X' % id(s1))  # 0x16AA83BB408
print('0x%X' % id(s2))  # 0x16AA83BB448

由上可知，它们的内存地址不一样，两个对象不是同一个对象。

print('s1 is s2', s1 is s2)  # s1 is s2 False
print(s1 == s2)  # False

is 身份运算符，比较两个对象的内存地址
== 会调用对象的 eq 方法，如果不重写，默认比较依然是内存地址，如果重写方法，便可以获取这个方法的比较结果。

class Student(object):def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = scoredef __eq__(self, other):return self.name == other.name and self.score == other.score
s1 = Student('zhangsan', 90)
s2 = Student('zhangsan', 90)
print( s1 == s2)  # True

其它比较运算符，也是如此。

class Student(object):def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = scoredef __eq__(self, other):return self.name == other.name and self.score == other.score#def __ne__(self, other):# 使用 != 运算符会自动调用这个方法def __lt__(self, other):return self.score < other.scoredef __gt__(self, other):return self.score > other.scoredef __le__(self, other): return self.score <= other.scoredef __ge__(self, other): return self.score >= other.score
s1 = Student('zhangsan', 90)
s2 = Student('zhangsan', 90)
s3 = Student('lisi', 94)
s4 = Student('wangwu', 99)
print(s1 == s2)  #True
print(s1 != s2)  #False
print(s1 > s3)   #False
print(s1 >= s4)  #False
print(s1 < s4)   #True
print(s1 <= s3)  #True

7.算数运算符相关的魔法方法

class Student(object):def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = scoredef __add__(self, other):return self.score + otherdef __sub__(self, other):return self.score - otherdef __mul__(self, other):return self.name * otherdef __truediv__(self, other):return self.score / otherdef __mod__(self, other):return self.score % otherdef __pow__(self, power, modulo=None):return self.score ** powers = Student('zhangsan', 95)
print(s + 1)  # 96
print(s - 2)  # 93
print(s * 2)  # zhangsanzhangsan
print(s / 5)  # 19.0
print(s % 5)  # 0
print(s ** 2) # 9025

8.类型转换相关的魔法方法

class Student(object):def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = scoredef __int__(self):return self.scoredef __float__(self):return self.score * 1.0def __str__(self):return self.namedef __bool__(self):return self.score > 60s1 = Student('zhangsan', 90)
print(int(s1))   # 90
print(float(s1)) # 90.0
print(str(s1))   # zhangsan
print(bool(s1))  # True

9.容器方法

__ len__ -> len　　　　计算长度
__ iter__ -> for　　　　for循环
__ contains__ -> in　　判断是否存在
__ getitem__ 对 string、 bytes、list、tuple、dict 有效　　下标求值
__ setitem__ 对 list、dict 有效　　添加、修改

需求：求出k列表后三位数

k = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]print(k.__getitem__(-3:)))  # 报错

这里可以使用slice切片

k = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]print(k.__getitem__(slice(7, 10)))  # [8, 9, 0]

10.上下文管理with

__ enter__ 进⼊ with 代码块前的准备操作
__ exit__ 退出时的善后操作
⽂件对象、线程锁、socket 对象等都可以使⽤ with 操作。
为什么要使用with来操作？？？因为使用with可以自动关闭文件，即便是代码程序报错，其也能关闭文件。

class A:def __enter__(self):print('exec enter')return selfdef __exit__(self, a1, a2, a3):print('exec exit')print('a1:', a1)print('a2:', a2)print('a3:', a3)with A() as a:print('a = ', a)raise ValueError('errorerror')

运行结果：

11.属性相关的方法

__ dict__、__ setattr__、__ getattribute__、__ getattr__
内建函数：setattr()、getattr()、hasattr()
对象的属性都存放在__ dict__中，类属性在类对象中保存；普通的对象是由类创建的，类是由元类创建的。

class A:def __init__(self):self.x = 123self.y = 456a = A()
a.z = 789
print(a.__dict__)  # {'x': 123, 'y': 456, 'z': 789}a.__dict__['x'] = 0print(a.__dict__)  # {'x': 0, 'y': 456, 'z': 789}
print(a.__dict__['x'])  # 0

class A:z = 789def __init__(self):self.x = 123self.y = 456def foo(self):print(self.x + self.y)def bar(self):return self.x / self.yA.bar = bar  # 猴子补丁(monkey patch)print(A.__dict__)

运行结果：

{‘module’: ‘main’,
‘z’: 789,
‘init’: <function A.init at 0x0000012BA24DA4C8>,
‘foo’: <function A.foo at 0x0000012BA24DA168>,
‘dict’: <attribute ‘dict’ of ‘A’ objects>,
‘weakref’: <attribute ‘weakref’ of ‘A’ objects>, # 弱引用
‘doc’: None, ‘bar’: <function bar at 0x0000012BA24DA438>}

通过 hasattr()可以查看是否拥有属性。

class A:z = 789def __init__(self):self.x = 123self.y = 456a = A()print(hasattr(a, 'abc'))  # False
print(hasattr(a, 'x'))  # True

通过 setattr()可以设置属性。

class A:z = 789def __init__(self):self.x = 123self.y = 456a = A()setattr(a, 'x', 777)
print(a.x)  # 777
setattr(a, 'h', 888)
print(a.h)  # 888

通过 getattr()可以获得属性。

class A:z = 789def __init__(self):self.x = 123self.y = 456a = A()print(getattr(a, 'x'))  # 123
print(getattr(a, 'r', 111))  # 没有可以设置默认值:111

通过 delattr()可以删除属性。

class A:z = 789def __init__(self):self.x = 123self.y = 456a = A()delattr(a, 'y')
print(a.y)  # 报错

__ setattr__、__ getattribute__、__ getattr__的使用

class User:z = [7,8,9]def __init__(self):self.money = 10000self.y = 'abc'def __setattr__(self, name, value):print('set %s = %s' % (name, value))object.__setattr__(self, name, value)def __getattribute__(self, name):print('getattribute %s' % name)return object.__getattribute__(self, name)def __getattr__(self, name):print('getattr %s' % name)return -1def foo(self, x, y):return x * y

当u = User()时，会执行__ init__（）和__ setattr__（）
当我们调用foo函数时u.foo(x，y)，会执行__ getattribute__（）
当我们找不到属性时，会执行__ getattribute__（）和__getattr__（）

12.槽（ slots）

其可以固定类所具有的属性，使实例不会分配__dict__，也无法动态添加属性，但其可以优化内存分配。