Python類的內置方法

本章介紹一下python類中的一些內置方法。內置的方法有很多,有些內置方法在object類中已經定義,子類可以拿來直接使用,也可以重寫,但是有些內置方法object類中沒有,比如 __len__ 方法(len()方法會調用 對應類中的 __len__ 方法),需要根據需求來進行定義~

__str__和__repr__

對象的字符串顯示 會調用__str__ 或 __repr__ 方法,__str__ 和 __repr__ 方法在object中已經定義,默認都是輸出對象在內存中的地址,有時候根據需求需要重寫這兩個方法~

class Person:
    def __init__(self, name, age, city):
        self.name = name
        self.age = age
        self.city = city

    def __repr__(self):
        return '(%s,%s)' % (self.name, self.city)

    def __str__(self):
        return '(%s,%s)' % (self.name, self.age)

p = Person('Kitty', 19, 'HZ')
print(p)         # (Kitty,19),調用 __str__
print(str(p))   # (Kitty,19),調用 __str__
print(repr(p)) # (Kitty,HZ),調用 __repr__

print('%s' % p)   # (Kitty,19),調用 __str__
print('%r' % p)   # (Kitty,HZ),調用 __repr__

在交互式解釋其中,直接輸出對象,會調用 __repr__ 方法

>>> p = Person('Kitty', 19, 'HZ')
>>> p
(Kitty,HZ)

Tip:

  • str函數,print函數,%s 會調用 __str__ 方法;
  • repr函數,交互式解釋器,%r 會調用 __repr__ 方法;
  • 若是 僅重寫了__repr__ 方法,那麼 str函數,print函數,%s 就會用__repr__ 方法來代替,但是反過來 __str__ 方法 不會代替 __repr__ 方法~

__format__

用於將對象格式化輸出

class Person:
    def __init__(self, name, age, city):
        self.name = name
        self.age = age
        self.city = city

    def __format__(self, format_spec):
        fmt = {
            '-': '{obj.name}-{obj.age}-{obj.city}',
            '/': '{obj.name}/{obj.age}/{obj.city}'
        }[format_spec]
        return fmt.format(obj = self)

p = Person('Kitty', 19, 'HZ')

# format 函數會調用對象的綁定方法 __format__
print(format(p, '-'))  
print(format(p, '/'))

# 輸出結果:
Kitty-19-HZ
Kitty/19/HZ

__del__

析構方法,當對象在內存中被釋放時,會自動觸發執行。但是此方法一般無須定義,因爲Python解釋器會來完成內存的分配和釋放工作,所以,析構方法的調用是由解釋器在進行垃圾回收時自動觸發執行的。

class Person:
    def __init__(self, name, age, city):
        self.name = name
        self.age = age
        self.city = city

    def __del__(self):
        print('delete...')

p = Person('Kitty', 19, 'HZ')
del p

# 輸出結果:
delete...

item系列

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __getitem__(self, item):
        return self.__dict__[item]

    def __setitem__(self, key, value):
        self.__dict__[key] = value

    def __delitem__(self, item):
        self.__dict__.pop(item)

    def __delattr__(self, key):
        self.__dict__.pop(key)

p = Person('Kitty', 19)
print(p['name'])    # Kitty,調用 __getitem__ 方法

p['age'] = 18
print(p['age'])       # 18

p['city'] = 'HZ'       
print(p.__dict__)   # 調用 __setitem__ 方法
# {'name': 'Kitty', 'age': 18, 'city': 'HZ'}

del p['city']             # 調用 __delitem__ 方法
print(p.__dict__) 
# {'name': 'Kitty', 'age': 18}

del p.age               # 調用 __delattr__ 方法
print(p.__dict__)
# {'name': 'Kitty'}

__len__

len(obj) 會調用obj的 __len__ 方法

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __len__(self):
        return len(self.__dict__)

p = Person('Kitty', 19)
print(len(p))       # 2

__call__

對象後面加括號,就會觸發 __call__ 方法的執行,即調用方式:對象() 或者 類()()

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def __call__(self):
        print('hello' + ' ' + self.__name)

p = Person('Kitty', 19)()     # hello Kitty
# p()

__new__

在類的是實例化過程中,第一個被調用的是 __new__方法。在對象的初始化之前首先要創建對象,__new__方法正是用來創建這個對象~
 ;
類的實例化過程也可以通過如下語句來實現:

>>> p = object.__new__(Person) 
>>> Person.__init__(p, 'Kitty', 18)
>>> p.name
'Kitty'

在Person類中重寫 __new__方法:

class Person:
    country = "China"
    def __new__(cls, name, age):
        print('__new__ called')
        return super(Person, cls).__new__(cls)

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self, word):
        print(word)

p = Person('Kitty', 18)          # 實例化對象
print('name : %s' % p.name)

# 輸出結果:
__new__ called
name : Kitty

可以看到 __new__ 方法 是先於 __init__ 方法被調用的~
類的實例化過程大致步驟如下:
1、p = Person('Kitty', 18) ,會調用 Person類的 __new__ 方法,並傳遞 name 和 age 參數
2、__new__ 方法 會創建一個 Person類的對象並返回
3、最後利用這個對象調用類的 __init__ 方法 完成初始化,__init__ 方法的第一個參數是self,對象在調用 __init__ 方法時會將自己當做參數傳遞給 這個self。

單例模式

重寫 __new__ 來實現單例模式~

class Person:
   def __new__(cls, *args, **kwargs):
       if not hasattr(cls, '_instance'):
           cls._instance = super(Person, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
       return cls._instance

p1 = Person()
p2 = Person()

print(p1)    # <__main__.Person object at 0x108eb6438>
print(p2)    # <__main__.Person object at 0x108eb6438>

對象的內存地址相同,則表示爲同一個對象~

__hash__和__eq__

在判斷兩個對象是否一致時,往往會用到這兩個函數~

__hash__

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def __hash__(self):
        return hash(str(self.__name))

p = Person('Kitty', '19')
print(hash(p))

__eq__

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __eq__(self, obj):
        if self.name == obj.name and self.age == obj.age:
            return True

p1 = Person('Kitty', '19')
p2 = Person('Kitty', '19')
print(p1 == p2)     # True

 
集合(set)是一個無序不重複元素的序列。集合中只能存放不可變對象(可hash的)。在向 set 集合中添加對象時,會通過調用對象的 __hash__ 和 __eq__ 這兩個方法來判斷集合中是否已經存在一樣的對象~

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __hash__(self):
        print('調用了__hash__方法')
        return hash(self.name)
    def __eq__(self, obj):
        print('調用了__eq__方法')
        return self.name == obj.name and self.age == obj.age

    def __str__(self):
        return '(' + self.name + ', ' + self.age + ')'

p1 = Person('Tom', '19')     # 調用了__hash__方法
p2 = Person('Jeff', '20')      # 調用了__hash__方法
my_set = {p1, p2}

for i in my_set:
    print(i)              # (Jeff, 20), (Tom, 19)

在向 set 集合中添加對象時,會首先調用對象的 __hash__ 若是 返回的 hash值不一樣,則認爲不是重複的對象,進行添加~

p1 = Person('Tom', '19')      # 調用了__hash__方法
p2 = Person('Tom', '20')      # 調用了__hash__方法,調用了__eq__方法
my_set = {p1, p2}

for i in my_set:       # (Tom, 20), (Tom, 19)
    print(i)

若是返回的hash值有重複的,則會接着調用對象 __eq__ 方法,若 __eq__ 方法的返回值爲False,則認爲不是重複對象,進行添加,若返回爲True,則不進行添加~
 
所以總結一下:set結合的去重是通過調用對象的 __hash__ 和 __eq__ 這兩個方法共同實現的
1、首先調用對象的 __hash__方法,返回的hash值不存在重複,則直接添加該對象;
2、當返回的hash值存在重複,接着再調用 __eq__ 方法,返回爲False,添加對象,返回爲True,不進行添加~

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