12 Python面向对象编程：运算符重载

合集 - Python(19)

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12.12 Python面向对象编程：运算符重载2024-09-05

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本篇是 Python 系列教程第 12 篇，更多内容敬请访问我的 Python 合集

在理解运算符重载之前我们已经知道了什么是方法重载，方法重载就是子类继承父类并且定义了一个和父类一样的方法。

知道了什么是重载，也知道了什么是运算符（加减乘除等），那么运算符重载也很好理解了，其实就是在类里面也定义一些特殊方法，使得调用这些方法能实现类对象的加减乘除。当然方法名不是随意取的，要和运算符对应上。

以下是一些常见的运算符及其对应的特殊方法：

1. 加法 (+): __add__(self, other)
2. 减法 (-): __sub__(self, other)
3. 乘法 (*): __mul__(self, other)
4. 除法 (/): __truediv__(self, other)
5. 求模 (%): __mod__(self, other)
6. 幂 (**): __pow__(self, other[, modulo])
7. 比较 (==): __eq__(self, other)
8. 小于 (<): __lt__(self, other)
9. 大于 (>): __gt__(self, other)
10. 反向运算符（例如 a + b 中的 b + a）: __radd__(self, other) 等

这里有一个简单的例子，展示了一个类如何重载加法运算符：

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})"

# 创建两个向量实例
v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)

# 使用加法运算符
result = v1 + v2
print(result)  # 输出: Vector(4, 6)

在这个例子中，我们定义了一个Vector类，并实现了__add__方法来处理加法运算。此外，我们还定义了__repr__方法以便打印出对象的可读表示形式。关于__repr__方法的介绍请看文章末尾。

拓展

__repr__ 方法不是典型的运算符重载方法，但它确实是一种特殊的方法，用于定义对象的“官方”字符串表示形式。这个方法通常用于调试和开发目的，因为它提供了关于对象的尽可能完整的信息。

当没有定义 __str__ 方法时，print() 和 str() 会调用 __repr__ 方法来获取对象的字符串表示。即使定义了 __str__ 方法，__repr__ 也可以被直接调用，比如使用 repr() 函数。

我们在上面的例子中做一个拓展：

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"repr Vector({self.x}, {self.y})"

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

# 创建两个向量实例
v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)

# 使用加法运算符
result = v1 + v2
print(result)       # 输出: str Vector(4, 6)
print(repr(result)) # 输出：repr Vector(4, 6)

在这个例子中，__repr__ 被用来返回一个包含 x 和 y 坐标的字符串，这使得输出更具可读性。

虽然 __repr__ 不是用来重载算术或比较运算符的，但它可以被认为是一种形式的“方法重载”，因为它允许你自定义对象如何被转换成字符串形式。如果你有任何关于 __repr__ 或者其他特殊方法的具体问题，请随时提问！