python常用的函数（Python常用函数）

今日任务

（1）魔法方法

魔法方法

魔法方法总是被双下划线包围，例如__init__。

魔法方法是面向对象的 Python 的一切，如果你不知道魔法方法，说明你还没能意识到面向对象的 Python 的强大。

魔法方法的“魔力”体现在它们总能够在适当的时候被自动调用。

魔法方法的第一个参数应为cls（类方法） 或者self（实例方法）。

cls：代表一个类的名称self：代表一个实例对象的名称

1.基本的魔法方法

__init__(self[, ...]) 构造器，当一个实例被创建的时候调用的初始化方法__new__(cls[, ...]) 在一个对象实例化的时候所调用的第一个方法，在调用__init__初始化前，先调用__new__。__new__至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由 Python 解释器自动提供，后面的参数直接传递给__init__。__new__对当前类进行了实例化，并将实例返回，传给__init__的self。但是，执行了__new__，并不一定会进入__init__，只有__new__返回了，当前类cls的实例，当前类的__init__才会进入。

class A(object): def __init__(self, value): print("into A __init__") self.value = value def __new__(cls, *args, **kwargs): print("into A __new__") print(cls) return object.__new__(cls) class B(A): def __init__(self, value): print("into B __init__") self.value = value def __new__(cls, *args, **kwargs): print("into B __new__") print(cls) return super().__new__(cls, *args, **kwargs)#返回当前类实例 b = B(10) # 结果： # into B __new__ # <class __main__.B> # into A __new__ # <class __main__.B> # into B __init__ class A(object): def __init__(self, value): print("into A __init__") self.value = value def __new__(cls, *args, **kwargs): print("into A __new__") print(cls) return object.__new__(cls) class B(A): def __init__(self, value): print("into B __init__") self.value = value def __new__(cls, *args, **kwargs): print("into B __new__") print(cls) return super().__new__(A, *args, **kwargs) # 改动了cls变为A b = B(10) # 结果： # into B __new__ # <class __main__.B> # into A __new__ # <class __main__.A> 若__new__没有正确返回当前类cls的实例，那__init__是不会被调用的，即使是父类的实例也不行，将没有__init__被调用。

利用__new__实现单例模式。

class Earth: pass a = Earth() print(id(a)) # 260728291456 b = Earth() print(id(b)) # 260728291624 class Earth: __instance = None # 定义一个类属性做判断 def __new__(cls): if cls.__instance is None: cls.__instance = object.__new__(cls) return cls.__instance else: return cls.__instance a = Earth() print(id(a)) # 512320401648 b = Earth() print(id(b)) # 512320401648__new__方法主要是当你继承一些不可变的 class 时（比如int, str, tuple）， 提供给你一个自定义这些类的实例化过程的途径。class CapStr(str): def __new__(cls, string): string = string.upper() return str.__new__(cls, string) a = CapStr("i love lsgogroup") print(a) # I LOVE LSGOGROUP__del__(self) 析构器，当一个对象将要被系统回收之时调用的方法。 Python 采用自动引用计数（ARC）方式来回收对象所占用的空间，当程序中有一个变量引用该 Python 对象时，Python 会自动保证该对象引用计数为 1；当程序中有两个变量引用该 Python 对象时，Python 会自动保证该对象引用计数为 2，依此类推，如果一个对象的引用计数变成了 0，则说明程序中不再有变量引用该对象，表明程序不再需要该对象，因此 Python 就会回收该对象。

大部分时候，Python 的 ARC 都能准确、高效地回收系统中的每个对象。但如果系统中出现循环引用的情况，比如对象 a 持有一个实例变量引用对象 b，而对象 b 又持有一个实例变量引用对象 a，此时两个对象的引用计数都是 1，而实际上程序已经不再有变量引用它们，系统应该回收它们，此时 Python 的垃圾回收器就可能没那么快，要等专门的循环垃圾回收器（Cyclic Garbage Collector）来检测并回收这种引用循环。 class C(object): def __init__(self): print(into C __init__) def __del__(self): print(into C __del__) c1 = C() # into C __init__ c2 = c1 c3 = c2 del c3 del c2 del c1 # into C __del____str__(self):当你打印一个对象的时候，触发__str__当你使用%s格式化的时候，触发__str__str强转数据类型的时候，触发__str__ __repr__(self)：repr是str的备胎有__str__的时候执行__str__,没有实现__str__的时候，执行__repr__repr(obj)内置函数对应的结果是__repr__的返回值当你使用%r格式化的时候 触发__repr__ class Cat: """定义一个猫类""" def __init__(self, new_name, new_age): """在创建完对象之后 会自动调用, 它完成对象的初始化的功能""" self.name = new_name self.age = new_age def __str__(self): """返回一个对象的描述信息""" return "名字是:%s , 年龄是:%d" % (self.name, self.age) def __repr__(self): """返回一个对象的描述信息""" return "Cat:(%s,%d)" % (self.name, self.age) def eat(self): print("%s在吃鱼...." % self.name) def drink(self): print("%s在喝可乐..." % self.name) def introduce(self): print("名字是:%s, 年龄是:%d" % (self.name, self.age)) # 创建了一个对象 tom = Cat("汤姆", 30) print(tom) # 名字是:汤姆 , 年龄是:30 print(str(tom)) # 名字是:汤姆 , 年龄是:30 print(repr(tom)) # Cat:(汤姆,30) tom.eat() # 汤姆在吃鱼.... tom.introduce() # 名字是:汤姆, 年龄是:30__str__(self) 的返回结果可读性强。也就是说，__str__ 的意义是得到便于人们阅读的信息，就像下面的 2019-10-11 一样。__repr__(self) 的返回结果应更准确。怎么说，__repr__ 存在的目的在于调试，便于开发者使用。import datetime today = datetime.date.today() print(str(today)) # 2019-10-11 print(repr(today)) # datetime.date(2019, 10, 11) print(%s %today) # 2019-10-11 print(%r %today) # datetime.date(2019, 10, 11)

2.算术运算符

类型工厂函数，指的是“不通过类而是通过函数来创建对象”

__add__(self, other)定义加法的行为：+__sub__(self, other)定义减法的行为：- - `__mul__(self, other)`定义乘法的行为：`*`- `__truediv__(self, other)`定义真除法的行为：`/`- `__floordiv__(self, other)`定义整数除法的行为：`//`- `__mod__(self, other)` 定义取模算法的行为：`%`- `__divmod__(self, other)`定义当被 `divmod()` 调用时的行为- `divmod(a, b)`把除数和余数运算结果结合起来，返回一个包含商和余数的元组`(a // b, a % b)`。 - `__pow__(self, other[, module])`定义当被 `power()` 调用或 `**` 运算时的行为- `__lshift__(self, other)`定义按位左移位的行为：`<<`- `__rshift__(self, other)`定义按位右移位的行为：`>>`- `__and__(self, other)`定义按位与操作的行为：`&`- `__xor__(self, other)`定义按位异或操作的行为：`^`- `__or__(self, other)`定义按位或操作的行为：`|`

反算术运算符

反运算魔方方法，与算术运算符保持一一对应，不同之处就是反运算的魔法方法多了一个“r”。当文件左操作不支持相应的操作时被调用。

- `__radd__(self, other)`定义加法的行为：`+`- `__rsub__(self, other)`定义减法的行为：`-`- `__rmul__(self, other)`定义乘法的行为：`*`- `__rtruediv__(self, other)`定义真除法的行为：`/`- `__rfloordiv__(self, other)`定义整数除法的行为：`//`- `__rmod__(self, other)` 定义取模算法的行为：`%`- `__rdivmod__(self, other)`定义当被 divmod() 调用时的行为- `__rpow__(self, other[, module])`定义当被 power() 调用或 `**` 运算时的行为- `__rlshift__(self, other)`定义按位左移位的行为：`<<`- `__rrshift__(self, other)`定义按位右移位的行为：`>>`- `__rand__(self, other)`定义按位与操作的行为：`&`- `__rxor__(self, other)`定义按位异或操作的行为：`^`- `__ror__(self, other)`定义按位或操作的行为：`|`

`a + b`

这里加数是`a`，被加数是`b`，因此是`a`主动，反运算就是如果`a`对象的`__add__()`方法没有实现或者不支持相应的操作，那么 Python 就会调用`b`的`__radd__()`方法。

3.增量赋值运算符

__iadd__(self, other)定义赋值加法的行为：+=__isub__(self, other)定义赋值减法的行为：-=__imul__(self, other)定义赋值乘法的行为：*=__itruediv__(self, other)定义赋值真除法的行为：/=__ifloordiv__(self, other)定义赋值整数除法的行为：//=__imod__(self, other)定义赋值取模算法的行为：%=__ipow__(self, other[, modulo])定义赋值幂运算的行为：**=__ilshift__(self, other)定义赋值按位左移位的行为：<<=__irshift__(self, other)定义赋值按位右移位的行为：>>=__iand__(self, other)定义赋值按位与操作的行为：&=__ixor__(self, other)定义赋值按位异或操作的行为：^=__ior__(self, other)定义赋值按位或操作的行为：|=

4.一元运算符

__neg__(self)定义正号的行为：+x__pos__(self)定义负号的行为：-x__abs__(self)定义当被abs()调用时的行为__invert__(self)定义按位求反的行为：~x

5.属性访问

__getattr__(self, name): 定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为。__getattribute__(self, name)：定义当该类的属性被访问时的行为（先调用该方法，查看是否存在该属性，若不存在，接着去调用__getattr__）。__setattr__(self, name, value)：定义当一个属性被设置时的行为。__delattr__(self, name)：定义当一个属性被删除时的行为。

6.描述符

描述符就是将某种特殊类型的类的实例指派给另一个类的属性。

__get__(self, instance, owner)用于访问属性，它返回属性的值。__set__(self, instance, value)将在属性分配操作中调用，不返回任何内容。__del__(self, instance)控制删除操作，不返回任何内容。

7.定制序列

协议（Protocols）与其它编程语言中的接口很相似，它规定你哪些方法必须要定义。然而，在 Python 中的协议就显得不那么正式。事实上，在 Python 中，协议更像是一种指南。

容器类型的协议

如果说你希望定制的容器是不可变的话，你只需要定义__len__()和__getitem__()方法。如果你希望定制的容器是可变的话，除了__len__()和__getitem__()方法，你还需要定义__setitem__()和__delitem__()两个方法。__len__(self)定义当被len()调用时的行为（返回容器中元素的个数）。__getitem__(self, key)定义获取容器中元素的行为，相当于self[key]。__setitem__(self, key, value)定义设置容器中指定元素的行为，相当于self[key] = value。__delitem__(self, key)定义删除容器中指定元素的行为，相当于del self[key]。

8.迭代器

迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()。iter(object) 函数用来生成迭代器。next(iterator[, default]) 返回迭代器的下一个项目。iterator -- 可迭代对象default -- 可选，用于设置在没有下一个元素时返回该默认值，如果不设置，又没有下一个元素则会触发 StopIteration 异常。

今日新掌握

__new__反运算符定制序列

这些魔法方法一时很难接受，因为现在没有自己设计类就很少会用到。先留个印象，之后在实际使用中体会吧。