1. 什么是魔术方法
在 Python 中,魔术方法 (Magic Methods),又叫 特殊方法 或 双下方法 ,是以两个下划线(__
)开头和结尾的方法。
这些方法为 Python 提供了对类和对象的特殊操作功能,它们通常是在特定事件发生时自动调用的。魔术方法允许程序员自定义对象的行为,使得对象能够参与到 Python 内置的操作中(如加法、比较、打印等),这些方法的自动触发和简洁的语法使得 Python 更加灵活和强大。
2. 魔术方法的特点
- 自动调用:魔术方法通常在特定操作或事件发生时自动调用。程序员不需要显式地调用这些方法。
- 双下划线命名 :魔术方法的名称以双下划线(
__
)开头和结尾。比如:__init__
、__str__
、__add__
等。 - 自定义行为:魔术方法允许程序员定义对象在不同情境下的行为。例如,如何处理加法操作、如何表示对象的字符串输出、如何进行容器类型的索引访问等。
3. 常见的魔术方法
下面介绍 Python 中常见的魔术方法,它们的作用和示例。
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__init__(self, ...)
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作用 :
__init__
是 Python 的构造函数,用于初始化对象。当你创建一个对象时,Python 会自动调用这个方法来初始化对象的属性。可以将初始化所需的参数传递给__init__
方法。 -
自动触发 :当你实例化(创建)一个对象时,
__init__
方法会被自动调用。 -
示例:
pythonclass MyClass: def __init__(self, name): self.name = name obj = MyClass("Alice") # 自动调用 __init__(self, "Alice") print(obj.name) # 输出:Alice
解析 :在这个例子中,当创建
MyClass
的实例时,__init__
方法会自动被调用,name
属性被初始化为"Alice"
。
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__str__(self)
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作用 :
__str__
定义了对象的字符串表示。当你使用print()
函数打印一个对象,或者使用str()
函数时,Python 会自动调用__str__
方法。 -
自动触发 :当你打印对象或将对象转换为字符串时,Python 会自动调用
__str__
方法,返回一个表示对象的字符串。 -
示例:
pythonclass Person: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __str__(self): return f"{self.name}, {self.age} years old" person = Person("Alice", 30) print(person) # 自动调用 __str__,输出 "Alice, 30 years old"
解析 :当
print(person)
被执行时,Python 会自动调用__str__
方法,返回"Alice, 30 years old"
字符串作为对象的表示。
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__repr__(self)
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作用 :
__repr__
方法用于定义对象的"机器表示"。它应该返回一个字符串,通常这个字符串可以用来重新创建该对象(即能通过eval()
还原对象)。通常用于调试和开发环境。 -
自动触发 :当你使用
repr()
函数,或者在交互式环境中查看对象时,Python 会自动调用__repr__
方法。 -
示例:
pythonclass Person: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __repr__(self): return f"Person('{self.name}', {self.age})" person = Person("Alice", 30) print(repr(person)) # 输出 "Person('Alice', 30)"
解析 :
__repr__
返回一个可以表示该对象的字符串。在调试时,你可以通过repr(person)
来查看该对象的内部表示。
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__add__(self, other)
--- 加法运算符重载-
作用 :
__add__
是加法运算符的重载方法,当你使用+
运算符时,Python 会自动调用__add__
方法。 -
自动触发 :当你使用加法运算符(
+
)对对象进行操作时,__add__
方法会被自动调用。 -
示例:
pythonclass 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) def __repr__(self): return f"Vector({self.x}, {self.y})" v1 = Vector(1, 2) v2 = Vector(3, 4) print(v1 + v2) # 自动调用 __add__,输出 Vector(4, 6)
解析 :在这个例子中,当你使用
v1 + v2
时,Python 会自动调用v1.__add__(v2)
,返回一个新的Vector(4, 6)
对象。
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__len__(self)
-
作用 :
__len__
定义了对象的长度行为,当你调用len()
函数时,Python 会自动调用__len__
方法。 -
自动触发 :当你使用
len()
函数时,__len__
方法会被自动调用。 -
示例:
pythonclass MyList: def __init__(self, items): self.items = items def __len__(self): return len(self.items) my_list = MyList([1, 2, 3]) print(len(my_list)) # 自动调用 __len__,输出 3
解析 :
__len__
方法返回了列表items
的长度,因此当你调用len(my_list)
时,Python 会自动调用my_list.__len__()
。
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__getitem__(self, key)
--- 获取元素-
作用 :
__getitem__
用于定义对象的索引行为。当你通过obj[key]
访问对象时,Python 会自动调用__getitem__
方法。 -
自动触发 :当你使用索引语法(
[]
)来访问对象时,Python 会自动调用__getitem__
方法。 -
示例:
pythonclass MyList: def __init__(self, items): self.items = items def __getitem__(self, index): return self.items[index] my_list = MyList([10, 20, 30]) print(my_list[1]) # 自动调用 __getitem__(1),输出 20
解析 :通过
my_list[1]
访问时,Python 自动调用my_list.__getitem__(1)
,返回索引位置为 1 的值20
。
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__setitem__(self, key, value)
-
作用 :
__setitem__
用于定义对象的索引赋值行为,当你通过obj[key] = value
赋值时,Python 会自动调用__setitem__
方法。 -
自动触发 :当你使用索引赋值(
[] =
)语法时,Python 会自动调用__setitem__
方法。 -
示例:
pythonclass MyList: def __init__(self, items): self.items = items def __setitem__(self, index, value): self.items[index] = value my_list = MyList([10, 20, 30]) my_list[1] = 50 # 自动调用 __setitem__(1, 50) print(my_list.items) # 输出 [10, 50, 30]
解析 :通过
my_list[1] = 50
赋值时,Python 自动调用my_list.__setitem__(1, 50)
,更新索引 1 处的值为 50。
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