Python操作符重载和对象生命周期


Python 里有一些特殊的方法,也就是以双下划线开头并且以双下划线结尾的。它们可以是变量如 doc,也可以是方法如 init。 它们常见用途是操作符重载。这意味着可以自定义类的操作符,允许在这些类上使用加减乘除等运算符。 下面代码实现了call方法的对象,相当于重载了 (),可以实现调用功能。 实现非波纳契数列的类。

class Fib():
 def __call__(self, *args, **kwargs):
  ret = [1,1]
  num = int(args[0])
  if num == 1:
   return [1,]
  else:
   while len(ret)< num:
    ret.append(ret[-1]+ret[-2])
   return ret

fib = Fib()
print(fib(7))

运行结果:

>>>
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13]
>>>
斐波那契数列,是数学上一个无穷数列。其形式为
1,1,2,3,5,8,13……
从第三项开始,每一项都是前两项之和。

类运算重载的方法:

sub 表示运算符 - mul 表示运算符 * truediv 表示运算符 / floordiv 表示运算符 // mod 表示运算符 % pow 表示运算符 ** and 表示运算符 & xor 表示运算符 ^ or 表示运算符 | 表达式 x + y 会被 Python 转换成 x.add(y)。但是,如果 x 没有实现 add 方法并且 x 和 y 是不同的类型,那么会调用 y.radd(x)。 对于上面提到的所有方法,都有相等的添加 r 前缀的方法。

class Foo:
 def __init__(self,text):
  self.text = text

 def __mul__(self, other):
  line = "=" * len(other.text)
  return "\n".join([self.text,line,other.text])

msg = Foo("Hello")
hello = Foo("I like Python!")
print(msg * hello)

运行结果:

>>>
Hello
==============
I like Python!
>>>

上面例子中,我们定义了类 Foo 的一个乘法方法。 Python 同样提供了数据比较方面的方法。 it 表示运算符 < le 表示运算符 <= eq 表示运算符 == ne 表示运算符 != gt 表示运算符 > ge 表示运算符 >= 如果类没有实现 ne ,则返回 eq 相反的值。其他运算符之间没有这样的关系。

class FooString():
 def __init__(self, name):
  self.name = name

 def __lt__(self, obj):
  return self.name == obj.name

a = FooString("Python")
b = FooString("Html")
print(a < b)

运行结果:

>>>
False
>>>

类中还有一些方法: len 可用来做 len() getitem 可用来做键值读取,适用于 [] 运算符。 setitem 设置给定值的值。 delitem 删除给定键对应的元素 iter 用来遍历对象 contains 用来做 in 操作 还有许多其他的神奇方法,我们在这里就不一一谈论了,例如call 用于将对象作为函数调用, initstr 等等用于将对象转换为 Python 基础数据类型。

#把一个类做成一个字典

class Foo():
 def __init__(self):
  self.data = {}
 def __getitem__(self, key):
  print('__getitem__', key)
  return self.data.get(key)

 def __setitem__(self, key, value):
  print('__setitem',key, value)
  self.data[key] = value

 def __delitem__(self, key): #触发del
  print('__delitme__', key)

obj = Foo() #实例化Foo
obj['name'] = 'Python' #执行__setitem__
print(obj['name']) #执行__getitem__

del obj["name"]

运行结果:

>>>
__setitem name Python
__getitem__ name
Python
__delitme__ name
>>>

键值读取函数 getitem 还可以根据表达式返回字典中的 key,setitem 设置 key 对应的 value 值。

对象生命周期

一个对象会经历三个生命周期:创建,操作,销毁。 对象生命周期的第一阶段是它类变量和方法的定义。 接下来下一阶段是这个实例的实例化。当 init 被调用是,内存分配给存储实例。在此之前,调用类的 new 方法,这通常仅在特殊情况下会被重写。在此以后,该对象就可以使用了。

现在,其他代码可以通过调用对象上的函数或访问其属性与对象进行交互。最后它使用完毕并可被销毁。 当一个对象被销毁时,分配给它的内存会被释放,并可以用于其他目的。 当对象的引用计数达到零时,对象将销毁。引用计数是指引用对象的变量和其他元素的数量。如果没有任何变量引用它(它的引用计数为零),意味着没有任何东西可以与其交互,因此可以安全地删除它。在此也可以被删除。del 语句将对象的引用计数减少一个,这通常会导致对象被删除。del 语句调用对象的方法 del。 在不再需要对象是删除对象的过程称为垃圾收集。对象的引用计数在分配新名称或放在容器 (列表、元组或字典) 中时会增加。当使用 del 删除对象时,对象的引用计数会减少。当对象的引用计数达到零时,Python 会自动删除它。

a=1       # 对象 1 被 变量a引用,对象1的引用计数器为1
b=a       # 对象1 被变量b引用,对象1的引用计数器加1
c=a       # 对象1 被变量c引用,对象1的引用计数器加1
del a     #删除变量a,解除a对1的引用
del b     #删除变量b,解除b对1的引用
del c     #删除变量C,解除C对1的引用