- 用于print的__str__
- 用于len的__len__
- 用于cmp的__cmp__
- ...
- 特殊方法定义在class中
- 不需要直接调用
- python的某些函数或操作符会调用对应的特殊方法
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- 只需要编写用到的特殊方法
- 有关联性的特殊方法都必须实现 如__getattr__,__setattr__,__delattr__
如果要把一个类的实例变成 str,就需要实现特殊方法__str__():
class Person(object): def __init__(self, name, gender): self.name = name self.gender = gender def __str__(self): return '(Person: %s, %s)' % (self.name, self.gender)
现在,在交互式命令行下用 print 试试:
>>> p = Person('Bob', 'male') >>> print p (Person: Bob, male)
但是,如果直接敲变量 p:
>>> p <main.Person object at 0x10c941890>
似乎__str__() 不会被调用。
因为 Python 定义了__str__()和__repr__()两种方法,__str__()用于显示给用户,而__repr__()用于显示给开发人员。
有一个偷懒的定义__repr__的方法:
class Person(object): def __init__(self, name, gender): self.name = name self.gender = gender def __str__(self): return '(Person: %s, %s)' % (self.name, self.gender) __repr__ = __str__
任务
请给Student 类定义__str__和__repr__方法,使得能打印出<Student: name, gender, score>:
class Student(Person): def __init__(self, name, gender, score): super(Student, self).__init__(name, gender) self.score = score
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
def __str__(self):
return '(Student:'+str( self.name )+','+str(self.gender )+ ','+str( self.score )+')'
# return 'Student:%s,%s,%s'%(self.name,self.gender,self.score)
__repr__=__str__
s = Student('Bob', 'male', 88)
print s
对 int、str 等内置数据类型排序时,Python的 sorted() 按照默认的比较函数 cmp 排序,但是,如果对一组 Student 类的实例排序时,就必须提供我们自己的特殊方法 __cmp__():
class Student(object): def __init__(self, name, score): self.name = name self.score = score def __str__(self): return '(%s: %s)' % (self.name, self.score) __repr__ = __str__ def __cmp__(self, s): if self.name < s.name: return -1 elif self.name > s.name: return 1 else: return 0
上述 Student 类实现了__cmp__()方法,__cmp__用实例自身self和传入的实例 s 进行比较,如果 self 应该排在前面,就返回 -1,如果 s 应该排在前面,就返回1,如果两者相当,返回 0。
Student类实现了按name进行排序:
>>> L = [Student('Tim', 99), Student('Bob', 88), Student('Alice', 77)] >>> print sorted(L) [(Alice: 77), (Bob: 88), (Tim: 99)]
注意: 如果list不仅仅包含 Student 类,则 __cmp__ 可能会报错:
L = [Student('Tim', 99), Student('Bob', 88), 100, 'Hello'] print sorted(L)
请思考如何解决。
任务
请修改 Student 的 __cmp__ 方法,让它按照分数从高到底排序,分数相同的按名字排序。
class Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
def __str__(self):
return '(%s: %s)' % (self.name, self.score)
__repr__ = __str__
def __cmp__(self, s):
if self.score > s.score:
return -1
elif self.score < s.score:
return 1
else:
return cmp(self.name,s.name)
L = [Student('Tim', 99), Student('Bob', 88), Student('Alice', 99)]
print sorted(L)
如果一个类表现得像一个list,要获取有多少个元素,就得用 len() 函数。
要让 len() 函数工作正常,类必须提供一个特殊方法__len__(),它返回元素的个数。
例如,我们写一个 Students 类,把名字传进去:
class Students(object): def __init__(self, *args): self.names = args def __len__(self): return len(self.names)
只要正确实现了__len__()方法,就可以用len()函数返回Students实例的“长度”:
>>> ss = Students('Bob', 'Alice', 'Tim') >>> print len(ss) 3
任务
斐波那契数列是由 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8...构成。
请编写一个Fib类,Fib(10)表示数列的前10个元素,print Fib(10) 可以打印出数列的前 10 个元素,len(Fib(10))可以正确返回数列的个数10。
class Fib(object):
def __init__(self, num):
self.num = num
self.lst = []
for i in range(self.num):
if i == 0 or i == 1:
self.lst.append(i)
else:
self.lst.append(self.lst[-1]+self.lst[-2])
def __str__(self):
return self.lst.__str__()
def __len__(self):
return len(self.lst)
f = Fib(10)
print f
print len(f)
Python 提供的基本数据类型 int、float 可以做整数和浮点的四则运算以及乘方等运算。
但是,四则运算不局限于int和float,还可以是有理数、矩阵等。
要表示有理数,可以用一个Rational类来表示:
class Rational(object): def __init__(self, p, q): self.p = p self.q = q
p、q 都是整数,表示有理数 p/q。
如果要让Rational进行+运算,需要正确实现__add__:
class Rational(object): def __init__(self, p, q): self.p = p self.q = q def __add__(self, r): return Rational(self.p * r.q + self.q * r.p, self.q * r.q) def __str__(self): return '%s/%s' % (self.p, self.q) __repr__ = __str__
现在可以试试有理数加法:
>>> r1 = Rational(1, 3) >>> r2 = Rational(1, 2) >>> print r1 + r2 5/6
任务
Rational类虽然可以做加法,但无法做减法、乘方和除法,请继续完善Rational类,实现四则运算。
提示:
减法运算:__sub__
乘法运算:__mul__
除法运算:__div__
def gcd(a, b):
if a < b:
a, b = b, a
while b != 0:
temp = a % b
a = b
b = temp
return a
class Rational(object):
def __init__(self, p, q):
a = gcd(p,q)
self.p = p/a
self.q = q/a
def __add__(self, r):
return Rational(self.p * r.q + self.q * r.p, self.q * r.q)
def __sub__(self, r):
return Rational(self.p * r.q - self.q * r.p, self.q * r.q)
def __mul__(self, r):
return Rational(self.p * r.p, self.q * r.q)
def __div__(self, r):
return Rational(self.p * r.q , self.q * r.p)
def __str__(self):
return '%s/%s'%(self.p,self.q)
__repr__ = __str__
r1 = Rational(1, 2)
r2 = Rational(1, 4)
print r1 + r2
print r1 - r2
print r1 * r2
print r1 / r2
Rational类实现了有理数运算,但是,如果要把结果转为 int 或 float 怎么办?
考察整数和浮点数的转换:
>>> int(12.34) 12 >>> float(12) 12.0
如果要把 Rational 转为 int,应该使用:
r = Rational(12, 5) n = int(r)
要让int()函数正常工作,只需要实现特殊方法__int__():
class Rational(object): def __init__(self, p, q): self.p = p self.q = q def __int__(self): return self.p // self.q
结果如下:
>>> print int(Rational(7, 2)) 3 >>> print int(Rational(1, 3)) 0
同理,要让float()函数正常工作,只需要实现特殊方法__float__()。
请继续完善Rational,使之可以转型为float。
class Rational(object):
def __init__(self, p, q):
self.p = p
self.q = q
def __int__(self):
return self.p // self.q
def __float__(self):
return float(self.p)/self.q
print float(Rational(7, 2))
print float(Rational(1, 3))
任务
如果没有定义set方法,就不能对“属性”赋值,这时,就可以创建一个只读“属性”。
请给Student类加一个grade属性,根据 score 计算 A(>=80)、B、C(<60)。
class Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.__score = score
@property
def score(self):
return self.__score
@score.setter
def score(self, score):
if score < 0 or score > 100:
raise ValueError('invalid score')
self.__score = score
@property
def grade(self):
if self.score >= 80:
grade = 'A'
elif self.score >= 60:
grade = 'B'
else:
grade = 'C'
return grade
s = Student('Bob', 59)
print s.grade
s.score = 60
print s.grade
s.score = 99
print s.grade
由于Python是动态语言,任何实例在运行期都可以动态地添加属性。
如果要限制添加的属性,例如,Student类只允许添加 name、gender和score 这3个属性,就可以利用Python的一个特殊的__slots__来实现。
顾名思义,__slots__是指一个类允许的属性列表:
class Student(object): __slots__ = ('name', 'gender', 'score') def __init__(self, name, gender, score): self.name = name self.gender = gender self.score = score
现在,对实例进行操作:
>>> s = Student('Bob', 'male', 59) >>> s.name = 'Tim' # OK >>> s.score = 99 # OK >>> s.grade = 'A' Traceback (most recent call last): ... AttributeError: 'Student' object has no attribute 'grade'
__slots__的目的是限制当前类所能拥有的属性,如果不需要添加任意动态的属性,使用__slots__也能节省内存。
任务
假设Person类通过__slots__定义了name和gender,请在派生类Student中通过__slots__继续添加score的定义,使Student类可以实现name、gender和score 3个属性。
class Person(object):
__slots__ = ('name', 'gender')
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
class Student(Person):
__slots__ = Person.__slots__ +('score',)
def __init__(self,name,gender,score):
super(Student,self).__init__(name,gender)
self.score = score
s = Student('Bob', 'male', 59)
s.name = 'Tim'
s.score = 99
print s.score
在Python中,函数其实是一个对象:
>>> f = abs >>> f.__name__ 'abs' >>> f(-123) 123
由于 f 可以被调用,所以,f 被称为可调用对象。
所有的函数都是可调用对象。
一个类实例也可以变成一个可调用对象,只需要实现一个特殊方法__call__()。
我们把 Person 类变成一个可调用对象:
class Person(object): def __init__(self, name, gender): self.name = name self.gender = gender def __call__(self, friend): print 'My name is %s...' % self.name print 'My friend is %s...' % friend
现在可以对 Person 实例直接调用:
>>> p = Person('Bob', 'male') >>> p('Tim') My name is Bob... My friend is Tim...
单看 p('Tim') 你无法确定 p 是一个函数还是一个类实例,所以,在Python中,函数也是对象,对象和函数的区别并不显著。
任务
改进一下前面定义的斐波那契数列:
class Fib(object): ???
请加一个__call__方法,让调用更简单:
>>> f = Fib() >>> print f(10) [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]
class Fib(object):
def __call__(self,n):
lst = []
for i in range(n):
if i == 0 or i == 1:
lst.append(i)
else:
lst.append(lst[-1]+lst[-2])
return lst.__str__()
f = Fib()
print f(10)