python进阶之内置函数和语法糖触发魔法方法
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;
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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。
