引言
上一篇文章中，我们简单聊了通过定义魔术方法，自定义类型也可以像内置的整型、浮点型等一样，也能进行比较运算。今天，我们接着聊运算符重载的话题，通过魔术方法实现自定义类型四则运算的功能。
需要说明的是，虽然，我们一直在用"运算符重载"这个名词，实际上是C++等编程语言中的技术，Java中虽然支持函数重载，但是也不支持运算符重载，所以很难实现类似于内置类型的操作。Python虽然没有运算符重载的功能，但是，魔术方法实现了运算符重载同样的功能。
本文的主要内容有：
1、算术运算符的分类
2、算术运算相关的魔术方法
3、自定义类型实现算术运算操作
算术运算符的分类
算术运算符常见的分类方法有如下几种：
1、按照参与运算的对象个数，可以分为一元运算符和二元运算符。
2、按照真正调用方法的对象来看，二元运算符中，又可以分为正向运算（左侧对象真正调用方法）和反向运算（右侧对象真正调用方法）。
3、按照运算符的结果来看，又可以分为普通运算符（不可变操作对象本身）和增量运算符（改变操作对象本身）。
这不同的算术运算符，在Python中都有对应的魔术方法，我们在实际业务中，可以根据操作的需要，自由选择实现其中某个或者某几个的组合。
算术运算相关的魔术方法
下面简单列举一下Python中关于算术运算相关的魔术方法。
首先是正向的运算符所对应的魔术方法：
1、add(self, other)：正向加法运算。
2、sub(self, other)：正向减法运算。
3、mul(self, other)：正向乘法运算。
4、truediv(self, other)：正向除法运算。
5、floordiv(self, other)：正向地板除法运算。
6、mod(self, other)：正向取模运算。
7、pow(self, other)：正向幂运算。
其次是反向运算符所对应的魔术方法：
1、radd(self, other)：反向加法运算。
2、rsub(self, other)：反向减法运算。
3、rmul(self, other)：反向乘法运算。
4、rtruediv(self, other)：反向除法运算。
5、rfloordiv(self, other)：反向地板除法运算。
6、rmod(self, other)：反向取模运算。
7、rpow(self, other)：反向幂运算。
可以看到，每个反向运算符对应的魔术方法，都是正向方法前面多了一个前缀r，表示"reverse"。
然后是增量运算符（原地运算）所对应的魔术方法：
1、iadd(self, other)：增量加法运算。
2、isub(self, other)：增量减法运算。
3、imul(self, other)：增量乘法运算。
4、itruediv(self, other)：增量除法运算。
5、ifloordiv(self, other)：增量地板除法运算。
6、imod(self, other)：增量取模运算。
7、ipow(self, other)：增量幂运算。
可以看到，每个增量运算符的魔术方法，前面的前缀都是i，表示inplace的意思。
最后再来看一下，一元操作符所对应的魔术方法：
1、neg(self)：只有一个参数，用于实现-self。
2、pos(self)：只有一个参数，用于实现+self。
3、invert(self)：只有一个参数，用于实现~self。
自定义类型实现算术运算操作
接下来，简单通过代码演示一下几个常见的算术运算相关的魔术方法的使用。
直接看代码：
python
class Vector:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
# 正向加
def __add__(self, other):
if isinstance(other, self.__class__):
return self.__class__(self.x + other.x, self.y + other.y)
if isinstance(other, tuple) and len(other) == 2:
return self.__class__(self.x + other[0], self.y + other[1])
raise NotImplemented
# 反向减
def __rsub__(self, other):
if isinstance(other, self.__class__):
return self.__class__(other.x - self.x, other.y - self.y)
if isinstance(other, tuple) and len(other) == 2:
return self.__class__(other[0] - self.x, other[1] - self.y)
raise NotImplemented
# 原地加
def __iadd__(self, other):
if isinstance(other, self.__class__):
self.x += other.x
self.y += other.y
return self
raise NotImplemented
# 一元运算
def __neg__(self):
return self.__class__(-self.x, -self.y)
def __str__(self):
return f'Vector({self.x}, {self.y})'
if __name__ == '__main__':
v1 = Vector(10, 20)
print(v1)
v2 = Vector(100, 200)
print(v2)
v3 = v1 + v2
print(v3)
v4 = v1 + (1, 2)
print(v4)
v5 = -v2
print(v5)
v5 += v1
print(v5)运行结果：
总结
本文简单介绍了算术运算符的分类，比如：一元运算符、二元运算符、增量运算符、反向运算符等。然后，又列举了常见的算术运算符对应的魔术方法。最后通过一个向量类的实例，演示了算术运算符相关魔术方法的使用。
感谢您的拨冗阅读，希望对您有所帮助！
