Python 特殊方法名称详解

Python 特殊方法名称详解

在 Python 中，特殊方法（也称为魔术方法）是一些具有特殊名称的方法，它们以双下划线开头和结尾，例如 __init__ 和 __str__。这些方法在 Python 的对象模型中扮演着重要的角色，它们允许我们自定义类的行为，使其能够像内置类型一样工作。本文将详细介绍 Python 中常见的特殊方法名称，通过图文并茂的方式进行讲解，并对相关知识点进行扩展深化。

一、构造和初始化方法

1. __init__ 方法

• 作用：__init__ 方法是 Python 中最常用的特殊方法之一，用于对象的初始化。当创建一个类的实例时，__init__ 方法会自动被调用。
• 示例代码：

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python

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
p = Person("Alice", 25)
print(p.name)  # 输出: Alice
print(p.age)   # 输出: 25

• 图文解释

  ：

  

  

  当我们创建

  Person

  类的实例

  p

  时，Python 会自动调用

  __init__

  方法，并将

  "Alice"

  和

  25

  作为参数传递给它。在

  __init__

  方法内部，我们将这些参数赋值给实例的属性

  name

  和

  age

  。

2. __new__ 方法

• 作用：__new__ 方法是一个静态方法，它在 __init__ 方法之前被调用，用于创建对象实例。通常情况下，我们不需要重写 __new__ 方法，但在某些特殊情况下，例如创建单例模式时，会用到它。
• 示例代码：

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python

class Singleton:
    _instance = None
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance
 
s1 = Singleton()
s2 = Singleton()
print(s1 is s2)  # 输出: True

• 图文解释

  ：

  

  

  在这个例子中，我们重写了

  __new__

  方法，确保

  Singleton

  类只有一个实例。当创建

  s1

  和

  s2

  时，

  __new__

  方法会检查是否已经存在实例，如果不存在则创建一个新实例，否则返回已有的实例。

二、字符串表示方法

1. __str__ 方法

• 作用：__str__ 方法用于返回对象的字符串表示形式，通常用于用户友好的输出。当我们使用 print 函数打印对象时，会自动调用 __str__ 方法。
• 示例代码：

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python

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def __str__(self):
        return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"
 
p = Person("Alice", 25)
print(p)  # 输出: Person(name=Alice, age=25)

• 图文解释

  ：

  

  

  在这个例子中，我们重写了

  __str__

  方法，返回一个包含对象属性信息的字符串。当我们使用

  print

  函数打印

  p

  时，会自动调用

  __str__

  方法并输出该字符串。

2. __repr__ 方法

• 作用：__repr__ 方法也用于返回对象的字符串表示形式，但它更侧重于开发人员调试和记录日志。通常，__repr__ 方法返回的字符串应该能够准确地描述对象，以便可以通过该字符串重新创建对象。
• 示例代码：

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python

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def __repr__(self):
        return f"Person('{self.name}', {self.age})"
 
p = Person("Alice", 25)
print(repr(p))  # 输出: Person('Alice', 25)

• 图文解释

  ：

  

  

  在这个例子中，我们重写了

  __repr__

  方法，返回一个可以用于重新创建对象的字符串。当我们使用

  repr

  函数时，会调用

  __repr__

  方法并返回该字符串。

__str__ 和 __repr__ 的区别

方法	用途	调用场景	返回值要求
__str__	用户友好的输出	print 函数、str() 函数	可读性好的字符串
__repr__	开发人员调试和日志记录	repr() 函数	能够准确描述对象，可用于重新创建对象的字符串

三、比较方法

1. __eq__ 方法

• 作用：__eq__ 方法用于定义对象的相等比较行为，即判断两个对象是否相等。当使用 == 运算符比较两个对象时，会自动调用 __eq__ 方法。
• 示例代码：

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python

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
 
    def __eq__(self, other):
        return self.x == other.x and self.y == other.y
 
p1 = Point(1, 2)
p2 = Point(1, 2)
print(p1 == p2)  # 输出: True

• 图文解释

  ：

  

  

  在这个例子中，我们重写了

  __eq__

  方法，比较两个

  Point

  对象的

  x

  和

  y

  坐标是否相等。当使用

  ==

  运算符比较

  p1

  和

  p2

  时，会调用

  __eq__

  方法并返回比较结果。

2. 其他比较方法

除了 __eq__ 方法，Python 还提供了其他比较方法，如 __ne__（不等于）、__lt__（小于）、__le__（小于等于）、__gt__（大于）和 __ge__（大于等于）。这些方法的使用方式与 __eq__ 方法类似。

方法	运算符	作用
__eq__	==	判断两个对象是否相等
__ne__	!=	判断两个对象是否不相等
__lt__	<	判断一个对象是否小于另一个对象
__le__	<=	判断一个对象是否小于等于另一个对象
__gt__	>	判断一个对象是否大于另一个对象
__ge__	>=	判断一个对象是否大于等于另一个对象

四、数值运算方法

1. __add__ 方法

• 作用：__add__ 方法用于定义对象的加法运算行为。当使用 + 运算符对两个对象进行加法运算时，会自动调用 __add__ 方法。
• 示例代码：

收起

python

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)
 
v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
v3 = v1 + v2
print(v3.x, v3.y)  # 输出: 4 6

• 图文解释

  ：

  

  

  在这个例子中，我们重写了

  __add__

  方法，实现了两个

  Vector

  对象的加法运算。当使用

  +

  运算符对

  v1

  和

  v2

  进行加法运算时，会调用

  __add__

  方法并返回一个新的

  Vector

  对象。

2. 其他数值运算方法

除了 __add__ 方法，Python 还提供了其他数值运算方法，如 __sub__（减法）、__mul__（乘法）、__truediv__（真除法）等。这些方法的使用方式与 __add__ 方法类似。

方法	运算符	作用
__add__	+	加法运算
__sub__	-	减法运算
__mul__	*	乘法运算
__truediv__	/	真除法运算
__floordiv__	//	整除运算
__mod__	%	取模运算

总结

Python 中的特殊方法为我们提供了强大的功能，允许我们自定义类的行为，使其能够像内置类型一样工作。本文介绍了常见的特殊方法名称，包括构造和初始化方法、字符串表示方法、比较方法和数值运算方法，并通过图文并茂的方式进行了详细讲解。掌握这些特殊方法可以帮助我们编写更加灵活和高效的 Python 代码。

TAG

Python、特殊方法、魔术方法、__init__、__str__、__repr__、__eq__、__add__

相关学习资源

• Python 官方文档

  ：

  https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html#special-method-names

  • 介绍：Python 官方文档对特殊方法进行了详细的说明，是学习特殊方法的权威资料。

• 《Python 核心编程》

  ：

  https://book.douban.com/subject/3112503/

  • 介绍：这本书是 Python 领域的经典书籍，对 Python 的各个方面都进行了深入的讲解，包括特殊方法。