漫谈Python魔术方法,见过的没见过的都在这里了

就说一下,不深入

假的一览

数据模型

https://docs.python.org/zh-cn/3.9/reference/datamodel.html#special-method-names

以3.9为例

  • 最全的还是在官方(但仍然会有漏网之鱼)
  • 我稍作整理,仅供参考

1. ★基本定制

方法 说明
__init__(self[, ...]) 所谓的初始化,在实例 (通过__new__) 被创建之后,返回调用者之前调用
__new__(cls[, ...]) 调用以创建一个 cls 类的新实例
__del__(self) 在实例将被销毁时调用。 这还被称为终结器或析构器(不适当)
__repr__(self) 由 repr() 内置函数调用以输出一个对象的“官方”字符串表示
__str__(self) 通过 str(object) 以及内置函数 format() 和 print() 调用以生成一个对象的“非正式”或格式良好的字符串表示
__bytes__(self) 通过 bytes 调用以生成一个对象的字节串表示
__format__(self,format_spec) 通过 format() 内置函数、扩展、格式化字符串字面值 的求值以及 str.format() 方法调用以生成一个对象的“格式化”字符串表示
__hash__(self) 通过内置函数 hash() 调用以对哈希集的成员进行操作,属于哈希集的类型包括 set、frozenset 以及 dict。__hash__() 应该返回一个整数
__bool__(self) 调用此方法以实现真值检测以及内置的 bool() 操作;应该返回 FalseTrue

2. 富比较方法

方法 说明
__lt__(self, other) 小于
__le__(self, other) 小于等于
__eq__(self, other) 等于
__ne__(self, other) 不等于
__gt__(self, other) 大于
__ge__(self, other) 大于等于

3. ★自定义属性访问

方法 说明
__getattr__(self, name) 当默认属性访问因引发 AttributeError 而失败时被调用
__getattribute__(self, name) 此方法会无条件地被调用以实现对类实例属性的访问
__setattr__(self, name, value) 此方法在一个属性被尝试赋值时被调用
__delattr__(self, name) 类似于 __setattr__() 但其作用为删除而非赋值
__dir__(self) 此方法会在对相应对象调用 dir() 时被调用

4. ★实现描述器

方法 说明
__get__(self, instance, owner=None) 调用此方法以获取所有者类的属性(类属性访问)或该类的实例的属性(实例属性访问)
__set__(self, instance, value) 用此方法以设置 instance 指定的所有者类的实例的属性为新值 value
__delete__(self, instance) 调用此方法以删除 instance 指定的所有者类的实例的属性。
__set_name__(self, owner, name) 在所有者类 owner 创建时被调用。描述器会被赋值给 name

5. 自定义类创建

方法 说明
__init_subclass__(cls) 当所在类派生子类时此方法就会被调用

6. 自定义实例及子类检查

方法 说明
__instancecheck__(self, instance) 如果 instance 应被视为 class 的一个(直接或间接)实例则返回真值
__subclasscheck__(self, subclass) 如果 subclass 应被视为 class 的一个(直接或间接)子类则返回真值

7. 模拟泛型类型

方法 说明
__class_getitem__(cls, key) 按照 key 参数指定的类型返回一个表示泛型类的专门化对象。
  • 当在类上定义时,__class_getitem__() 会自动成为类方法。 因此,当它被定义时没有必要使用 @classmethod 来装饰。

8. ★模拟可调用对象

方法 说明
__call__(self[, args...]) 此方法会在实例作为一个函数被“调用”时被调用

9. ★模拟容器类型

方法 说明
__len__(self) 调用此方法以实现内置函数 len()。应该返回对象的长度
__length_hint__(self) 调用此方法以实现 operator.length_hint()。 应该返回对象长度的估计值(可能大于或小于实际长度)
__getitem__(self, key) 调用此方法以实现 self[key] 的取值(注:官文是未付,英文是evaluation)
__setitem__(self, key, value) 调用此方法以实现向 self[key] 赋值
__delitem__(self, key) 调用此方法以实现 self[key] 的删除
__missing__(self, key) 此方法由 dict.__getitem__() 在找不到字典中的键时调用以实现 dict 子类的 self[key]
__iter__(self) 此方法在需要为容器创建迭代器时被调用
__reversed__(self) 此方法(如果存在)会被 reversed() 内置函数调用以实现逆向迭代
__contains__(self, item) 调用此方法以实现成员检测运算符in

10. ★模拟数字类型

方法 说明
__add__(self, other) +
__sub__(self, other) -
__mul__(self, other) *
__matmul__(self, other) @这个你可能没听过
__truediv__(self, other) 除法 /
__floordiv__(self, other) 地板除 //
__mod__(self, other) 取余 %
__pow__(self, other[,modulo]) 幂运算 **
__lshift__(self, other) 左移 <<
__rshift__(self, other) 右移 >>
__and__(self, other) & 与
__xor__(self, other) ^ 异或
__or__(self, other) | 或
  • 上面的方法再加个r又是另外一大类
方法 说明
__radd__(self, other) +
__rsub__(self, other) -
__rmul__(self, other) *
__rmatmul__(self, other) @
`rtruediv(self, other) /
__rfloordiv__(self, other) //
__rmod__(self, other) 取余 %
__rpow__(self, other[,modulo]) 幂运算 **
__rlshift__(self, other) 左移 <<
__rrshift__(self, other) 右移 >>
__rand__(self, other) &
__rxor__(self, other) ^
__ror__(self, other) |
  • 调用这些方法来实现具有反射(交换)操作数的二进制算术运算 (+, -, *, @, /, //, %, divmod(), pow(), **, <<, >>, &, ^, |)。这些成员函数仅会在左操作数不支持相应运算 3 且两个操作数类型不同时被调用。4 例如,求表达式 x - y 的值,其中 y 是具有 __rsub__() 方法的类的一个实例,则当 x.__sub__(y) 返回 NotImplemented 时会调用 y.__rsub__(x)

    请注意三元版的 pow() 并不会尝试调用 __rpow__() (因为强制转换规则会太过复杂)


  • 加个i又是另外一套
方法 说明
__iadd__(self, other) +=
__isub__(self, other) -=
__imul__(self, other) *=
__imatmul__(self, other) @=
__itruediv__(self, other) /=
__ifloordiv__(self, other) //=
__imod__(self, other) %=
__ipow__(self, other[,modulo]) **=
__ilshift__(self, other) <<=
__irshift__(self, other) >>=
__iand__(self, other) &=
__ixor__(self, other) ^=
__ior__(self, other) |=
  • 调用上面这些方法来实现扩展算术赋值

  • 数字是最多的
  • 不光上面的,还要一些
方法 说明
__neg__(self) 一元运算符 -
__pos__(self) 一元运算符 +
__abs__(self) abs()
__invert__(self) 一元运算符 ~
__complex__(self) 实现内置函数complex()
__int__(self) 实现内置函数int()
__float__(self) 实现内置函数float()
__index__(self) 调用此方法以实现 operator.index()
__round__(self[,ndigits]) 实现内置函数round()
__trunc__(self) 实现内置函数trunc()
__floor__(self) 实现内置函数floor()
__ceil__(self) 实现内置函数ceil()

11. 上下文管理器

方法 说明
__enter__(self) 进入与此对象相关的运行时上下文
__exit__(self, exc_type, exc_value, traceback) 退出关联到此对象的运行时上下文

12. 协程相关

可等待对象

方法 说明
__await__(self) awaitable 对象主要实现了该方法,它必须返回一个 iterator

异步迭代器

方法 说明
__aiter__(self) 必须返回一个 异步迭代器 对象
__anext__(self) 必须返回一个 可迭代对象 输出迭代器的下一结果值

异步上下文管理器

方法 说明
__aenter__(self) 在语义上类似于 __enter__(),仅有的区别是它必须返回一个 可等待对象
__aexit__(self) 在语义上类似于 __exit__(),仅有的区别是它必须返回一个 可等待对象

00. 漏网之鱼

方法 说明
__objclass__ 会被 inspect 模块解读为指定此对象定义所在的类
__slots__ 允许我们显式地声明数据成员(如特征属性)并禁止创建 dictweakref
__mro_entries__
__prepare__
__class__
__classcell__

说在最后

  • 码农高天出了一个系列讲解魔术方法,推荐观看https://www.bilibili.com/video/BV1b84y1e7hG

  • 流畅的python对魔术方法的讲解比较深入,贯穿全文,有一定难度,基础薄弱的谨慎

  • 前面在哪里说过很多内置函数、操作、运算符的背后多数都是这些魔术方法的实现。

    • with上下文管理器的背后是__enter__(self)__exit__(self, exc_type, exc_value, traceback)
    • 多数的运算符背后都是的10. 模式数字类型
    • 内置函数如len的背后是__len__

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