完全掌握Python中的双下方法

本篇文章给大家带来了关于 Python 的相关知识，Python中有一些特殊方法的方法名都是以双下划线开始和结束，所以又被称为双下方法，下面一起来看一下，希望对大家有帮助。

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前言 大家在写 Python 代码的时候有没有这样的疑问。

为什么数学中的 + 号，在字符串运算中却变成拼接功能，如 'ab' + 'cd' 结果为 abcd ；而 * 号变成了重复功能，如 'ab' * 2 结果为 abab 。

为什么某些对象 print 能输出数据，而 print 自定义的类对象却输出一堆看不懂的代码 9b3ec8028913f3fbf5dd82f7dcc1bd1c 。

不是因为系统做了特殊定制，而是 Python 中有一类特殊的方法，在某些特定的场合会自动调用。如，在字符串类 str 中定义了 __add__ 方法后，当代码遇到字符串相加 'ab' + 'cd' 时，就会自动调用 __add__ 方法完成字符串拼接。

因为这类特殊方法的方法名都是以双下划线开始和结束，所以又被称为双下方法。

Python 中的双下方法很多，今天我们对它做个详解。

Python中的双下方法

1. init方法 __init__ 的方法是很多人接触的第一个 双下方法 。

class A: def __init__(self, a): self.a = a 当调用 A() 实例化对象的时候， __init__ 方法会被自动调用，完成对象的初始化。

2. 运算符的双下方法 在类中定义运算符相关的 双下方法 ，可以直接在类对象上做加减乘除、比较等操作。

这里，定义一个尺子类 Rule ，它包含一个属性 r_len 代表尺子的长度。

class Rule: def __init__(self, r_len): self.r_len = r_len 2.1 比较运算符 如果想按照尺子的长度对不同的尺子做比较，需要在 Rule 类中定义比较运算符。

class Rule: def __init__(self, r_len): self.r_len = r_len

# < 运算符 def __lt__(self, other): return self.r_len < other.r_len

# <= 运算符 def __le__(self, other): return self.r_len <= other.r_len

# > 运算符 def __gt__(self, other): return self.r_len > other.r_len

# >= 运算符 def __ge__(self, other): return self.r_len >= other.r_len 这里定义了 1994429935a7db9010278756f01f71bd 和 >= 四个比较运算符，这样就可以用下面的代码比较 Rule 对象了。

rule1 = Rule(10) rule2 = Rule(5) print(rule1 > rule2) # True print(rule1 >= rule2) # True print(rule1 当用 > 比较 rule1 和 rule2 的时候， rule1 对象会自动调用 __gt__ 方法，并将 rule2 对象传给 other 参数，完成比较。

下面是比较运算符的双下方法

比较运算符双下方法

2.2 算术运算符 可以支持类对象加减乘除。

def __add__(self, other): return Rule(self.r_len + other.r_len) 这里定义了 __add__ 方法，对应的是 + 运算符，他会把两个尺子的长度相加，并生成新的尺子。

rule1 = Rule(10) rule2 = Rule(5) rule3 = rule1 + rule2 下面是算术运算符的双下方法

2.3 反向算术运算符 它支持其他类型的变量与 Rule 类相加。以 __radd__ 方法为例

def __radd__(self, other): return self.r_len + other rule1 = Rule(10) rule2 = 10 + rule1 程序执行 10 + rule1 时，会尝试调用 int 类的 __add__ 但 int 类类没有定义与 Rule 类对象相加的方法，所以程序会调用 + 号右边对象 rule1 的 __radd__ 方法，并把 10 传给 other 参数。

所以这种运算符又叫右加运算符。它所支持的运算符与上面的算术运算符一样，方法名前加 r 即可。

2.4 增量赋值运算符 增量赋值运算符是 += 、 -= 、 *= 、 /= 等。

def __iadd__(self, other): self.r_len += other return self rule1 = Rule(10) rule1 += 5 除了 __pmod__ 方法，其他的跟算数运算符一样，方面名前都加i。

2.4 位运算符 这部分支持按二进制进行取反、移位和与或非等运算。由于 Rule 类不涉及位运算，所以我们换一个例子。

定义二进制字符串的类 BinStr ，包含 bin_str 属性，表示二进制字符串。

class BinStr: def __init__(self, bin_str): self.bin_str = bin_str x = BinStr('1010') #创建二进制字符串对象 print(x.bin_str) # 1010 给 BinStr 定义一个取反运算符 ~

# ~ 运算符 def __invert__(self): inverted_bin_str = ''.join(['1' if i == '0' else '0' for i in self.bin_str]) return BinStr(inverted_bin_str) __invert__ 方法中，遍历 bin_str 字符串，将每位取反，并返回一个新的 BinStr 类对象。

x = BinStr('1011')

invert_x = ~x print(invert_x.bin_str) # 0100 下面是位运算符的双下方法

这部分也支持反向位运算符和增量赋值位运算符，规则跟算数运算符一样，这里就不再赘述。

3.字符串表示 这部分涉及两个双下方法 __repr__ 和 __format__ ，在某些特殊场景，如 print ，会自动调用，将对象转成字符串。

还是以 BinStr 为例，先写 __repr__ 方法。

def __repr__(self): decimal = int('0b'+self.bin_str, 2) return f'二进制字符串：{self.bin_str}，对应的十进制数字：{decimal}' x = BinStr('1011') print(x) # 输出：二进制字符串：1011，对应的十进制数字：11 当程序执行 print(x) 时，会自动调用 __repr__ 方法，获取对象 x 对应的字符串。

再写 __format__ 方法，它也是将对象格式化为字符串。

def __format__(self, format_spec): return format_spec % self.bin_str print('{0:二进制字符串：%s}'.format(x)) # 输出：二进制字符串：1011 当 .format 方法的前面字符串里包含 0: 时，就会自动调用 __format__ 方法，并将字符串传给 format_spec 参数。

4.数值转换 调用 int(obj) 、 float(obj) 等方法，可以将对象转成相对应数据类型的数据。

def __int__(self): return int('0b'+self.bin_str, 2) x = BinStr('1011') print(int(x)) 当调用 int(x) 时，会自动调用 __int__ 方法，将二进制字符串转成十进制数字。

数值转换除了上面的两个外，还有 __abs__ 、 __bool__ 、 __complex__ 、 __hash__ 、 __index__ 和 __str__ 。

__str__ 和 __repr__ 一样，在 print 时都会被自动调用，但 __str__ 优先级更高。

5.集合相关的双下方法 这部分可以像集合那样，定义对象长度、获取某个位置元素、切片等方法。

以 __len__ 和 __getitem__ 为例

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

def __getitem__(self, item): return self.bin_str[item] x = BinStr('1011')

print(len(x)) # 4 print(x[0]) # 1 print(x[0:3]) # 101 len(x) 会自动调用 __len__ 返回对象的长度。

通过 [] 方式获取对象的元素时，会自动调用 __getitem__ 方法，并将切片对象传给 item 参数，即可以获取单个元素，还可以获取切片。

集合相关的双下方法还包括 __setitem__ 、 __delitem__ 和 __contains__ 。

6.迭代相关的双下方法 可以在对象上使用 for-in 遍历。

def __iter__(self): self.cur_i = -1 return self

def __next__(self): self.cur_i += 1 if self.cur_i >= len(self.bin_str): raise StopIteration() # 退出迭代 return self.bin_str[self.cur_i] x = BinStr('1011') for i in x: print(i) 当在 x 上使用 for-in 循环时，会先调用 __iter__ 方法将游标 cur_i 置为初始值 -1 ，然后不断调用 __next__ 方法遍历 self.bin_str 中的每一位。

这部分还有一个 __reversed__ 方法用来反转对象。

def __reversed__(self): return BinStr(''.join(list(reversed(self.bin_str)))) x = BinStr('1011') reversed_x = reversed(x) print(reversed_x) # 输出：二进制字符串：1101，对应的十进制数字：13 7.类相关的双下方法 做 web 开发的朋友，用类相关的双下方法会更多一些。

7.1 实例的创建和销毁 实例的创建是 __new__ 和 __init__ 方法，实例的销毁是 __del__ 方法。

__new__ 的调用早于 __init__ ，它的作用是创建对象的实例（内存开辟一段空间），而后才将该实例传给 __init__ 方法，完成实例的初始化。

由于 __new__ 是类静态方法，因此它可以控制对象的创建，从而实现 单例模式 。

__del__ 方法在实例销毁时，被自动调用，可以用来做一些清理工作和资源释放的工作。

7.2 属性管理 类属性的访问和设置。包括 __getattr__ 、 __getattribute__ 、 __setattr__ 和 __delattr__ 方法。

__getattr__ 和 __getattribute__ 的区别是，当访问类属性时，无论属性存不存在都会调用 __getattribute__ 方法，只有当属性不存在时才会调用 __getattr__ 方法。

7.3 属性描述符 控制属性的访问，一般用于把属性的取值控制在合理范围内。包括 __get__ 、 __set__ 和 __delete__ 方法。

class XValidation: def __get__(self, instance, owner): return self.x

def __set__(self, instance, value): if 0 <= value <= 100: self.x = value else: raise Exception('x不能小于0，不能大于100')

def __delete__(self, instance): print('删除属性')

class MyCls: x = XValidation()

def __init__(self, n): self.x = n

obj = MyCls(10) obj.x = 101 print(obj.x) # 抛异常：Exception: x不能小于0，不能大于100 上述例子，通过类属性描述符，可以将属性x的取值控制在 [0, 100] 之前，防止不合法的取值。

8.总结 虽然上面介绍的不是所有的双下方法，但也算是绝大多数了。

虽然双下方法里可以编写任意代码，但大家尽量编写与方法要求一样的代码。如，在 __add__ 方法实现的不是对象相加而是相减，虽然也能运行，但这样会造成很大困惑，不利于代码维护。

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