在 Python 中，魔法方法（Magic Methods），也称为双下划线方法（Dunder Methods），是以双下划线开头和结尾的特殊方法。这些方法允许我们定义自定义对象的行为，能够在特定情况下被自动调用，极大地丰富了 Python 的表达能力。接下来，我们将探讨几个常用的魔法方法，并通过示例代码来演示它们的用法。
一、构造和析构方法
最常用的魔法方法之一是 __init__ 和 __del__ 方法。__init__ 方法用于初始化对象，而 __del__ 方法用于清理对象。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
print(f"{self.name} is created.")
def __del__(self):
print(f"{self.name} is deleted.")
# 创建一个 Person 对象
p = Person("Alice", 30)
del p # 删除对象时会调用 __del__ 方法
输出：
Alice is created.
Alice is deleted.
二、字符串表示
当我们希望自定义对象的字符串表示时，可以使用 __str__ 和 __repr__ 方法。__str__ 返回一个用户友好的字符串，而 __repr__ 返回一个开发者友好的字符串。
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __str__(self):
return f"Point({self.x}, {self.y})"
def __repr__(self):
return f"Point({self.x}, {self.y})"
p = Point(10, 20)
print(str(p)) # 调用 __str__
print(repr(p)) # 调用 __repr__
输出：
Point(10, 20)
Point(10, 20)
三、运算符重载
我们还可以通过魔法方法重载常见的运算符。例如，使用 __add__ 方法可以重载加法运算符 +。
class Vector:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __add__(self, other):
return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
def __repr__(self):
return f"Vector({self.x}, {self.y})"
v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
v3 = v1 + v2 # 调用 __add__ 方法
print(v3) # 输出 Vector(4, 6)
输出：
Vector(4, 6)
四、容器类型的支持
在自定义类中，我们可以实现 __len__、__getitem__ 和 __setitem__ 等魔法方法，从而使我们的对象像列表或字典一样具有容器行为。
class MyList:
def __init__(self):
self.data = []
def __len__(self):
return len(self.data)
def __getitem__(self, index):
return self.data[index]
def __setitem__(self, index, value):
self.data[index] = value
def add(self, value):
self.data.append(value)
ml = MyList()
ml.add(10)
ml.add(20)
print(len(ml)) # 调用 __len__
print(ml[0]) # 调用 __getitem__
ml[1] = 30 # 调用 __setitem__
print(ml.data) # 输出 [10, 30]
输出：
2
10
[10, 30]
总结
魔法方法为 Python 提供了强大的扩展性，通过重载运算符、定义对象的表示及容器行为，我们可以创建出更具表现力的类。利用这些方法，开发者可以使自己的对象以更自然的方式进行交互，提升代码的可读性和可维护性。如果你希望掌握 Python 的魅力，深入理解并运用这些魔法方法至关重要。
