Python魔法之旅-魔法方法(08)

Python魔法之旅-魔法方法(08)

在Python中，魔法方法（又称为特殊方法或双下划线方法）是一种特殊的函数，它们以双下划线开头并以双下划线结尾，通常用于实现某种特定的行为。这些方法通常被视为“重载”或“覆盖”Python类的内置操作，例如对象的加法、比较和字符串表示等。

1. 什么是魔法方法？

魔法方法使得Python的类可以像内置类型一样工作。例如，我们可以使用魔法方法来定义类的加法运算、字符串转换、对象的比较、迭代等。通过实现这些方法，用户可以使自定义对象行为更符合预期。

2. 常见的魔法方法

下面是一些常用的魔法方法及其用途：

• __init__(self, ...)：构造函数，当创建对象时调用。
• __str__(self)：定义print()时的字符串表示。
• __repr__(self)：定义repr()函数或交互式解释器输出时的字符串表示。
• __add__(self, other)：定义加法运算（+）。
• __len__(self)：定义len()函数的行为。
• __getitem__(self, key)：定义索引操作（[]）。
• __setitem__(self, key, value)：定义索引赋值操作（[]=）。
• __iter__(self)：使对象可迭代。

3. 示例代码

下面，我们通过一个示例来演示如何使用一些常见的魔法方法。我们将创建一个简单的Vector类，用于表示数学中的向量，并实现一些魔法方法，以便可以执行向量的加法和打印。

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return f"Vector({self.x}, {self.y})"

    def __repr__(self):
        return f"Vector({self.x}, {self.y})"

    def __add__(self, other):
        if isinstance(other, Vector):
            return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
        return NotImplemented

    def __sub__(self, other):
        if isinstance(other, Vector):
            return Vector(self.x - other.x, self.y - other.y)
        return NotImplemented

    def __len__(self):
        return int((self.x**2 + self.y**2)**0.5)

    def __getitem__(self, index):
        if index == 0:
            return self.x
        elif index == 1:
            return self.y
        else:
            raise IndexError("Index out of range")

# 测试
v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(4, 5)

# 输出字符串表示
print(v1)  # Vector(2, 3)
print(repr(v2))  # Vector(4, 5)

# 向量加法
v3 = v1 + v2
print(v3)  # Vector(6, 8)

# 向量长度
print(len(v1))  # 3

# 向量索引
print(v1[0])  # 2
print(v1[1])  # 3

4. 总结

魔法方法为Python类提供了强大的定制功能。通过实现这些方法，我们可以让自定义类的行为更加自然且易于使用。上述Vector类的示例展示了如何实现常用的魔法方法，从而使我们能够执行加法、输出字符串表示、计算长度以及支持索引操作。掌握魔法方法，可以帮助你更好地理解Python的面向对象编程，使你的代码更加简洁和优雅。