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python进阶之内置函数和语法糖触发魔法方法

时间:2019-11-09 08:27 作者:QQ地带 我要评论

前言
前面已经总结了关键字、运算符与魔法方法的对应关系,下面总结python内置函数对应的魔法方法。
 
魔法方法
数学计算
abs(args):返回绝对值,调用__abs__;
round(args):返回四舍五入的值,调用__round__;
math.floor():向下取整,调用__floor__;
math.ceil():向上取整,调用__ceil__;
math.trunc():求一个值距离0最近的整数,调用__trunc__;
divmod(a,b):返回商和余,调用__divmod__;
pow(a,b):返回幂,调用__pow__;
sum():返回和,调用__sum__;
float():转换小数,调用__float__;
int():转换整数,调用__int__;
str():转换字符串,调用__str__;
sys.getsizeof():对象占内存的大小,调用__sizeof__;
bin(*args, **kwargs):调用参数的__bin__方法,返回整数的二进制表示形式,只支持一个参数,只支持int类型
hash():调用__hash__方法,获取一个对象的散列值,相等的两个数哈希值相等,反过来不一定成立
hex(*args, **kwargs):调用__hex__方法,求整数的十六进制表示形式,只支持Int类型
oct(*args, **kwargs):调用__oct__方法,求整数的八进制表示形式,只支持Int类型
访问控制
__getattr__(self, name):getattr方法触发,仅对对象未定义的属性有效,即如果视图获取一个没有的属性时会调用该方法,前提是该对象未定义__getattribute__(self, name)方法;
__getattribute__(self, name):getattr方法触发,如果对象定义了该方法,一定触发,__getattr__方法将不会被调用;它也可以被self.name语法糖触发;
__setattr__(self, name, value):setattr方法触发,设置一个对象的属性;也可以被self.name = ''语法糖触发。
__delattr__(self, name):delattr方法触发,删除一个对象的属性,或由del self.name 形式触发;
容器类型
在Python中实现自定义容器类型需要用到一些协议。不可变容器类型有如下协议:
 
不可变容器,需要定义 _len_ 和 _getitem_ ;
可变容器,需要定义 _len_ 、_getitem_、_setitem_、_delitem_ ;
容器可迭代,需要定义 _iter_ ;
迭代器,必须遵守迭代器协议,需要定义 _iter_ 和 _next_ 方法。
索引语法糖与魔法方法
__len__(self):返回容器的长度;
__getitem__(self, key):使用self[key]形式语法糖获取元素会触发;
__setitem__(self, key):使用self[key] = 'xxx'形式复制会触发;
__delitem__(self, key):使用del self[key]语法糖触发
__reversed__(self):reversed(self)触发,反转容器;
__missing__(self, key):字典结构使用self[key]形式获取元素,如果元素不存在触发;
分片语法糖与魔法方法
切片在底层的原理,py2和py3有很大的不同,py2中使用_getslice_、_setslice_、__delslice__三个魔法方法控制,py3中将索引和切片统一由_getitem_、_setitem_、__delitem__控制。
 
# py2中
ls = [1,2,3,4]
print(ls[1:3]) # py2中该语法糖调用__getslice__方法,py3中废弃
del ls[1:3] # py2中该语法糖调用__delslice__方法,py3中废弃
ls[1:3] = [1,2,2] # py2中该语法糖调用__setslice__方法,py3中废弃
# py3中
class Person(object):
    def __getitem__(self, item):
        print(item)
        return 'getitem'
 
    def __setitem__(self, key, value):
        print(key, value)
        return 'setitem'
 
    def __delitem__(self, key):
        print(key)
        return 'delitem'
 
if __name__ == "__main__":
    person = Person()
    print(person[0]) # person[0] ==> person.__getitem__(0)
    print(person[0:2]) # person[0:2] ==> person.__getitem__(slice(0,2,None))
    person[0:2] = 'test' # ==> person.__setitem__(slice(0,2,None), 'test')
    del person[0:2] # ==> person.__delitem__(slice(0,2,None))
 
# 结果
0
getitem
slice(0, 2, None)
getitem
slice(0, 2, None) test
slice(0, 2, None)
python在处理索引语法糖的时候,将索引当做参数传入相关getitem、setitem、delitem的魔法方法;在处理切片语法糖的时候先调用slice方法得到slice实例对象,将其作为参数调用相关的魔法方法。
 
拷贝
__copy__(self):如果对象定义了该方法,copy.copy()就会调用该方法返回拷贝对象;
__deepcopy__(self, x):如果对象定义了该方法,copy.deepcopy()就会调用该方法返回拷贝对象;
序列化
序列化我们可以简单理解成对任何数据的一种描述方法,如果多种平台遵循了相同的序列化协议,数据之间的传递就会变得方便。python默认的序列化模块为pickle。
 
序列化的简单例子
class Person(object):
    def __init__(self):
        self.name = 'cai'
 
if __name__ == "__main__":
    import pickle
    person = Person()
    with open('./person.txt', 'wb') as f:
        # 序列化后存储
        pickle.dump(person,f)
 
    with open('./person.txt', 'rb') as f:
        # 反序列化
        per = pickle.load(f)
        print(per.name)
 
# 我们可以把一个类保存起来,后续读取它直接使用。
相关的魔法方法
__getinitargs__(self):该魔法方法在py3中似乎被废弃,原本的功能是在序列化时获取实例化参数,应该返回一个元组;
__getnewargs__(self):对新式类,通过这个方法改变类在反pickle时传递给__new__ 的参数;应该返回一个参数元组。
__getstate__(self):定义对象被序列化时的状态,而不使用对象的 __dict__ 属性,必须返回一个字典,他会去替代 __dict__ 属性,在序列化时被调用;
__setstate__(self,state):当一个对象被反pickle时,如果定义了 __setstate__ ,对象的状态会传递给这个魔法方法,而不是直接应用到对象的 __dict__ 属性, state参数是序列化前的__dict__属性。
class Person(object):
    def __init__(self,name):
        print('init')
        self.name = name
 
    def __getinitargs__(self):
        print('initargs')
        return 'zhao',
 
    def __getnewargs__(self):
        print('newargs')
        return 'wang',
 
    def __getstate__(self):
        print('getstate')
        return {'name':'xiao'}
 
    def __setstate__(self, state):
        print('setstate')
        print(state)
        self.__dict__ = state
 
if __name__ == "__main__":
    import pickle
    person = Person('cai')
    with open('./person.txt', 'wb') as f:
        # 序列化后存储
        pickle.dump(person,f)
 
    with open('./person.txt', 'rb') as f:
        # 反序列化
        per = pickle.load(f)
        print(per.name)
 
# 结果
__new__
init
newargs
getstate
__new__
setstate
{'name': 'xiao'}
xiao
说明:
 
pickle序列化对象之前,先执行__getnewargs__或__new__方法的参数;
 
然后执行__getstate__方法,返回的值替代对象的__dict__属性值;
 
反序列化时调用new方法,以getnewargs返回的值作为参数创建实例;
 
最后调用__setstate__方法,将getstate方法的返回值作为state参数;
 
所以由于反序列化时不会调用init方法初始化,getinitargs和getnewargs方法的作用都变得不大;
 
其他
__instancecheck__(self, instance):instance触发,判断对象的类型
__subclasscheck__(self, subclass):issubclass触发,判断一个对象是另一个对象的子类;
__call__:callable触发,判断一个对象是否可调用;
__dir__(self):dir()触发,获取对象的所有属性、方法的名字组成的列表;
__str__和__repr__
调用str触发_str_,调用repr()触发_repr_,但是print()也可以触发__str__和__repr__,如果对象定义了_str_,则print()一般触发_str_,否则触发_repr_;但列表以及字典等容器总是会使用_repr_ 方法.
 
__str__和__repr__的区别
 
一般来说,_str_ 的返回结果在于强可读性,而 _repr_ 的返回结果在于准确性;
 
默认情况下,在需要却找不到 __str__方法的时候,会自动调用 _repr_ 方法。
 
总结
熟悉了python语法糖、内置函数与魔法方法之间的关系后,显然对于如何写好一个优雅易用的类有很大的帮助。

标签: Python 语法糖
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