python教程：内置函数和语法糖触发魔法方法

小灰灰 2022-08-28 11:50 157阅读 0赞

辅助视频教程：[Python基础教程|xin3721自学网ul li id=itemtitlePython3 从入门到精通视频教程/li /ul ul li class=description Python是一种跨平台的计算机程序设计语言。是一种面向对象的动态类型语言，最初被设计用于编写自动化脚本(shell)，![icon-default.png?t=L892][icon-default.png_t_L892]/images/20220828/3537519e34dc409782933063f911850c.png][Python_xin3721_ul li id_itemtitlePython3 _li _ul ul li class_description Python_shell_icon-default.png_t_L892_icon-default.png_t_L892_https_www.xin3721.com_eschool_pythonxin3721]

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。

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    # 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

#Python学习交流群：778463939
    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;

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。

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