高级异常、运算符重载

高级异常

回顾异常相关的语句：

　　try-except　　用来捕获异常的通知

　　try-finally　　用来做一定要做的事

　　reise　　　　用来发生异常通知

　　assert　　　　用来根据条件来发出AssertionError类型的异常通知

with语句

　　语句： with 表达式1 [as 变量1],表达式2 [as 变量2]：

　　　　　　　　　语句块

　　作用：使用于对资源进行访问的场合，确保使用过程中不管是否发生异常，都会执行必须的'清理'操作，并释放资源

　　如：文件使用后自动关闭；线程中锁定的自动获取和释放等

def read_from_file(filename='info.txt'):
    try:
        with open(filename) as f:
            print("正在读取文件")
            n = int(f.read())
            print('n=', n)
            print('文件已经关闭')
        # f = open(filename)
        # try:
        #     print("正在读取文件")
        #     n = int(f.read())
        #     print("n=", n)
        # finally:
        #     f.close()
        #     print("文件已经关闭")
    except OSError:
        print("文件打开失败")


read_from_file()

 

环境管理器

1、类内有__enter__和__exit__实例方法的类被称为环境管理器

2、能够用with语句管理的对象必须是环境管理器

3、 __enter__方法将在进入with语句时被调用,并返回由as变量管理的对象

4、__exit__将在离开with语句时被调用,且可以用参数来判断在离开with语句时是否有异常发生并做出相应的处理

class A:
    def __enter__(self):
        print("已进入with语句")
        return self  # 返回的对象将由 as绑定

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("已离开with语句")
# a = A()
with A() as a:
    print("这是with语句内的一条语句")
    int(input("请输入整数: "))

已进入with语句
这是with语句内的一条语句
请输入整数: 2
已离开with语句

对象的属性管理函数:

1、getattr(obj, name[, default])从一个对象得到对象的属性；getattr(x, 'y') 等同于x.y；当属性不存在时,如果给出default参数,则返回default,如果没有给出default则产生一个AttributeError错误

2、hasattr(obj, name)用给定的name返回对象obj是否有此属性,此种做法可以避免在getattr(obj, name)时引发错误

3、setattr(obj, name, value)给对象obj的名为name的属性设置相应的值value, set(x,'y', v) 等同于 x.y = v

4、delattr(obj, name)删除对象obj中的name属性,delattr(x, 'y') 等同于 del x.y

class Car:
    def __init__(self, c, b):
        self.color, self.brand = c, b

    def get_car_attr(self, attr_name):
        '''此方法用于获取对象的属性,如果属性名attr_name
        在此对象内不存在则返回 None
        '''
        return getattr(self, attr_name, None)

c1 = Car('黑色', 'Benz')
v = c1.get_car_attr('color')
# try:
#     v = c1.__dict__['aaaaa']
# except KeyError:
#     v = None
if v is None:
    print("没有颜色属性")
else:
    print("颜色是:", v)

运算符重载

　　让自定义的类生成的对象（实例）能够使用运算符进行操作

作用：让自定义的类的实例像内建对象一样能够运行运算符操作，让程序简单易读，对自定义的对象，将运算符赋予新的运算规则

 

算术运算符的重载:

　　__add__(self, rhs) 　　　　　self + rhs 　　 加法
　　__sub__(self, rhs) 　　 　　 self - rhs 　　 减法
　　__mul__(self, rhs) 　　 　　 self * rhs 　　 乘法
　　__truediv__(self, rhs) 　　 self / rhs 　　 除法
　　__floordiv__(self, rhs) 　　 self // rhs 　　地板除法
　　__mod__(self, rhs) 　　 　　 self % rhs 　　 求余
　　__pow__(self, rhs) 　　 　　 self ** rhs 　　冪

  注: rhs (right hands side)  右手边

class MyNumber:
    def __init__(self, v):
        self.data = v

    def __repr__(self):
        return 'MyNumber(%d)' % self.data

    # def myadd(self, other):
    #     v = self.data + other.data
    #     return MyNumber(v)

    def __add__(self, other):
        print("__add__被调用")
        v = self.data + other.data
        return MyNumber(v)

    def __sub__(self, rhs):
        v = self.data - rhs.data
        return MyNumber(v)

n1 = MyNumber(100)
n2 = MyNumber(200)
# n3 = n1.myadd(n2)
# n3 = n1.__add__(n2)
n3 = n1 + n2  # __add__被调用
print(n3)   # MyNumber(300)
n4 = n3 - n2
print(n4)   # MyNumber(100)

class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        self.data = list(iterable)

    def __add__(self, rhs):
        return MyList(self.data + rhs.data)

    def __repr__(self):
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __mul__(self, rhs):  # rhs 绑定整数
        return MyList(self.data * rhs)

L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList([4, 5, 6])
L3 = L1 + L2  # 等同于L1.__add__(L2)
print(L3)  # MyList([1,2,3,4,5,6])
L4 = L2 + L1  # 等同于L2.__add__(L1)
print(L4)  # MyList([4,5,6,1,2,3])
L5 = L1 * 2  # L1.__mul__(2)
print(L5)  # MyList([1,2,3,1,2,3])

反向算术运算符的重载

　　__radd__(self, lhs)　　　　　　lhs + self 　　 加法
　　__rsub__(self, lhs) 　　 　　 lhs - self 　　 减法
　　__rmul__(self, lhs) 　　 　　 lhs * self 　　 乘法
　　__rtruediv__(self, lhs) 　　  lhs / self 　　 除法
　　__rfloordiv__(self, lhs) 　　 lhs // self 　　地板除法
　　__rmod__(self, lhs) 　　 　　 lhs % self 　　 求余
　　__rpow__(self, lhs)　　 　　  lhs ** self 　　冪

class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        self.data = list(iterable)

    def __add__(self, rhs):
        return MyList(self.data + rhs.data)

    def __repr__(self):
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __mul__(self, rhs):  # rhs 绑定整数
        print('__mul__被调用')
        return MyList(self.data * rhs)
    def __rmul__(self, lhs):
        print('__rmul__被调用')
        return MyList(self.data * lhs)

L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList([4, 5, 6])
L5 = L1 * 2  # L1.__mul__(2)
print(L5)  # MyList([1,2,3,1,2,3])

L6 = 2 * L1  # 2.__mul__(L1)
print(L6)

复合赋值算术运算符的重载

　　__iadd__(self, rhs) 　　　　 self += rhs 　　 加法
　　__isub__(self, rhs) 　　 　　 self -= rhs 　　 减法
　　__imul__(self, rhs) 　　 　　 self *= rhs 　　 乘法
　　__itruediv__(self, rhs) 　　 self /= rhs 　　 除法
　　__ifloordiv__(self, rhs) 　　 self //= rhs 　　地板除法
　　__imod__(self, rhs) 　　 　　 self %= rhs 　　 求余
　　__ipow__(self, rhs) 　　 　　 self **= rhs 　　 冪

class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        print("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa")
        self.data = list(iterable)

    def __add__(self, rhs):
        print('__add__被调用')
        return MyList(self.data + rhs.data)

    def __repr__(self):
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __iadd__(self, rhs):
        print("__iadd__被调用！！！！")
        self.data.extend(rhs.data)
        return self

L1 = MyList([1, 2, 3])  # aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
L2 = MyList([4, 5, 6])  # aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
L1 += L2  # 当没有__iadd__方法时，等同于调用L1 = L1 + L2    __iadd__被调用！！！！
print(L1)   # MyList([1, 2, 3, 4, 5, 6])

比较运算符的重载

　　__lt__(self, rhs) 　　self < rhs 　　　　 小于
　　__le__(self, rhs) 　　 self <= rhs 　　  小于等于
　　__gt__(self, rhs) 　　 self > rhs 　　   大于
　　__ge__(self, rhs) 　　 self >= rhs 　　  大于等于
　　__eq__(self, rhs) 　　 self == rhs 　　  等于
　　__ne__(self, rhs) 　　 self != rhs 　　  不等于

 注：比较运算符通常返回True或False

位运算符重载

　　__invert__(self) 　 　　 ~ self 　　　　  取反(一元运算符)
　　__and__(self, rhs) 　　  self & 　rhs   位与
　　__or__(self, rhs) 　　 　 self | 　rhs   位或
　　__xor__(self, rhs) 　　   self ^ 　rhs  位异或
　　__lshift__(self, rhs) 　　 self << rhs   左移
　　__rshift__(self, rhs) 　　 self >> rhs   右移

反向位运算符重载

　　__rand__(self, lhs) 　　 lhs & 　self    位与
　　__ror__(self, lhs) 　　  lhs | 　self   位或
　　__rxor__(self, lhs) 　　  lhs ^ 　self   位异或
　　__rlshift__(self, lhs) 　　 lhs << self   左移
　　__rrshift__(self, lhs) 　　 lhs >> self   右移

复合赋值位运算符重载

　　__iand__(self, rhs)    self &= 　rhs   位与
　　__ior__(self, rhs)     self |= 　rhs   位或
　　__ixor__(self, rhs)     self ^= 　rhs   位异或
　　__ilshift__(self, rhs)   self <<= rhs   左移
　　__irshift__(self, rhs)   self >>= rhs   右移

一元运算符的重载

__neg__(self)   - self  负号
__pos__(self)　　+ self    正号
__invert__(self)  ~ self    取反

一元运算符的重载方法:
　　class 类名:
　　　　def __xxx__(self):

class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        print("__init__被调用")
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __neg__(self):
        '''此方法用来制定 - self 返回的规则'''
        # L = [-x for x in self.data]
        L = (-x for x in self.data)
        return MyList(L)

L1 = MyList([1, -2, 3, -4])
L2 = -L1
print(L2)

运算符重载说明:
　　运算符重载不能改变运算符的优先级

Python类名最好用驼峰命名法:
MyList MyRange 大驼峰(所有单词首字母大写,其余小写)
getStudentAge 小驼峰(第一个单词首字母小写，其它首字母大写)

in / not in 运算符的重载

重载方法:
　　__contains__(self, e)   e in self  成员运算

class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        print("__init__被调用")
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __contains__(self, e):
        '''此方法用来实现 in　/ not in 运算符的重载'''
        print("__contains__被调用")
        for x in self.data:
            if x == e:
                return True
        return False


L1 = MyList([1, -2, 3, -4])
if -2 in L1:
    print('-2 在 L1 中')
else:
    print('-2 不在 L1中')


# 当MyList的类内重载了__contains__方法，则not in也同时可用
if -3 not in L1:
    print("-3 不在 L1中")
else:
    print('-3 在 L2中')

索引和切片运算符的重载

　　__getitem__(self, i) 　　　　x = self[i] 索引/切片取值
　　__setitem__(self, i, v) 　　　　 self[i] = v 索引/切片赋值
　　__delitem__(self, i) 　　　　　　 del self[i] del语句删除索引等

　　作用:
　　让自定义的类型的对象能够支持索引和切片操作

class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        print("__init__被调用")
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __getitem__(self, i):
        print("__getitem__被调用, i=", i)
        # if type(i) is not int:
        #     raise TypeError
        return self.data[i]

    def __setitem__(self, i, v):
        print("__setitem__被调用, i=", i, 'v =', v)
        self.data[i] = v  # 修改data绑定的列表


L1 = MyList([1, -2, 3, -4])
v = L1[-1]
print(v)

L1[1] = 2  # 等同于调用 L1.__setitem__(1, 2)
print(L1)

# 以下操作会出错
# print(L1[100000000000])
# print(L1['hello'])

slice 构造函数

作用: 用于创建一个Slice切片对象, 此对象存储一个切片的起始值，终止值和步长信息
　　slice(start, stop=None, step=None) 创建一个切片对象
slice的对象的属性:
　　s.start 切片起始值,默认为None
　　s.stop 切片终止值,默认为None
　　s.step 切片步长 ,默认为None

class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        print("__init__被调用")
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList(%r)' % self.data

    def __getitem__(self, i):
        print("__getitem__被调用, i=", i)
        if type(i) is int:
            print("正在做索引操作")
        elif type(i) is slice:
            print("正在做切片操作")
            print("切片的起始值:", i.start)
            print("切片的终止值:", i.stop)
            print("切片的步长:", i.step)
        else:
            raise KeyError
        return self.data[i]


L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5, -6])

print(L1[::2])  # 等同于调用L1[slice(None, None, 2)]