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(27)Python操作符重载



可以根据所使用的操作数更改Python中运算符的含义。这种做法被称为运算符重载。

Python操作系统适用于内置类。 但同一运算符的行为在不同的类型有所不同。 例如,+运算符将对两个数字执行算术加法,合并两个列表并连接两个字符串。

Python中的这个功能,允许相同的操作符根据上下文的不同,其含义称为运算符重载。

那么当将它们与用户定义的类的对象一起使用时会发生什么? 考虑下面的类,它试图模拟二维坐标系中的一个点。

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y
Python

现在,运行代码,尝试在Python shell中添加两点。

>>> p1 = Point(2,3)
>>> p2 = Point(-1,2)
>>> p1 + p2
Traceback (most recent call last):
...
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Point' and 'Point'
Python

Python中的特殊功能

以双下划线__开头的类函数在Python中称为特殊函数。 这是因为,它们是有特殊含义。 上面定义的__init__()函数是其中之一。 每次创建该类的新对象时都会调用它。 Python中有很多特殊功能。

使用特殊功能,可以使类与内置函数兼容。

>>> p1 = Point(2,3)
>>> print(p1)
<__main__.Point object at 0x00000000031F8CC0>
Python

但是如果打印不好或不够美观。可以在类中定义__str__()方法,可以控制它如何打印。 所以,把它添加到类中,如下代码 –

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)
Python

现在再试一次调用print()函数。

>>> p1 = Point(2,3)
>>> print(p1)
(2,3)
Shell

当使用内置函数str()format()时,调用同样的方法。

>>> str(p1)
'(2,3)'

>>> format(p1)
'(2,3)'
Python

所以,当执行str(p1)format(p1),Python在内部执行p1.__str__()

在Python中重载+运算符

要重载+号,需要在类中实现__add__()函数。可以在这个函数里面做任何喜欢的事情。 但是返回Point对象的坐标之和是最合理的。

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)

    def __add__(self,other):
        x = self.x + other.x
        y = self.y + other.y
        return Point(x,y)
Python

现在让我们再试一次运行上面的代码 –

>>> p1 = Point(2,3)
>>> p2 = Point(-1,2)
>>> print(p1 + p2)
(1,5)
Shell

实际发生的是,当执行p1 + p2语句时,Python将调用p1.__add__(p2),之后是Point.__add__(p1,p2)。 同样,也可以重载其他运算符。需要实现的特殊功能列在下面。

Python中的运算符重载特殊函数 –

运算符 表达式 内置函数
加法 p1 + p2 p1.__add__(p2)
减法 p1 - p2 p1.__sub__(p2)
乘法 p1 * p2 p1.mul(p2)
次幂 p1 ** p2 p1.__pow__(p2)
除法 p1 / p2 p1.__truediv__(p2)
地板除法 p1 // p2 p1.__floordiv__(p2)
模 (modulo) p1 % p2 p1.__mod__(p2)
按位左移 p1 << p2 p1.__lshift__(p2)
按位右移 p1 >> p2 p1.__rshift__(p2)
按位AND p1 & p p1.__and__(p2)
按位OR p1 or p2 p1.__or__(p2)
按位XOR p1 ^ p2 p1.__xor__(p2)
按位NOT `~p1 p1.invert() `

在Python中重载比较运算符

Python不会限制操作符重载算术运算符。也可以重载比较运算符。

假设想在Point类中实现小于符号<比较运算。

比较这些来自原点的数值,并为此返回结果。 可以实现如下。

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)

    def __lt__(self,other):
        self_mag = (self.x ** 2) + (self.y ** 2)
        other_mag = (other.x ** 2) + (other.y ** 2)
        return self_mag < other_mag
Pythton

在Python shell中尝试这些示例运行。

>>> Point(1,1) < Point(-2,-3)
True

>>> Point(1,1) < Point(0.5,-0.2)
False

>>> Point(1,1) < Point(1,1)
False
Pythton

类似地,可以实现的特殊功能,以重载其他比较运算符,如下表所示。

运算符 表达式 内置函数
小于 p1 < p2 p1.__lt__(p2)
小于或等于 p1 <= p2 p1.__le__(p2)
等于 p1 == p2 p1.__eq__(p2)
不等于 p1 != p2 p1.__ne__(p2)
大于 p1 > p2 p1.__gt__(p2)
大于或等于 p1 >= p2 p1.__ge__(p2)

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转载自:https://www.yiibai.com/python/operator-overloading.html