Python 快速教程(深入篇01):特殊方法與多正規化

發表於2015-10-31

Python一切皆物件,但同時,Python還是一個多正規化語言(multi-paradigm),你不僅可以使用物件導向的方式來編寫程式,還可以用程式導向的方式來編寫相同功能的程式(還有函式式、宣告式等,我們暫不深入)。Python的多正規化依賴於Python物件中的特殊方法(special method)。

特殊方法名的前後各有兩個下劃線。特殊方法又被成為魔法方法(magic method),定義了許多Python語法和表達方式,正如我們在下面的例子中將要看到的。當物件中定義了特殊方法的時候,Python也會對它們有“特殊優待”。比如定義了__init__()方法的類,會在建立物件的時候自動執行__init__()方法中的操作。

(可以通過dir()來檢視物件所擁有的特殊方法,比如dir(1))

 

運算子

Python的運算子是通過呼叫物件的特殊方法實現的。比如:

實際執行了如下操作:

所以,在Python中,兩個物件是否能進行加法運算,首先就要看相應的物件是否有__add__()方法。一旦相應的物件有__add__()方法,即使這個物件從數學上不可加,我們都可以用加法的形式,來表達obj.__add__()所定義的操作。在Python中,運算子起到簡化書寫的功能,但它依靠特殊方法實現。

Python不強制使用者使用物件導向的程式設計方法。使用者可以選擇自己喜歡的使用方式(比如選擇使用+符號,還是使用更加物件導向的__add__()方法)。特殊方法寫起來總是要更費事一點。

嘗試下面的操作,看看效果,再想想它的對應運算子

(1.8).__mul__(2.0)

True.__or__(False)

 

內建函式

與運算子類似,許多內建函式也都是呼叫物件的特殊方法。比如

實際上做的是

相對與__len__(),內建函式len()也起到了簡化書寫的作用。

嘗試下面的操作,想一下它的對應內建函式

(-1).__abs__()

(2.3).__int__()

 

表(list)元素引用

下面是我們常見的表元素引用方式

上面的程式執行到li[3]的時候,Python發現並理解[]符號,然後呼叫__getitem__()方法。

嘗試看下面的操作,想想它的對應

li.__setitem__(3, 0)

{‘a’:1, ‘b’:2}.__delitem__(‘a’)

函式

我們已經說過,在Python中,函式也是一種物件。實際上,任何一個有__call__()特殊方法的物件都被當作是函式。比如下面的例子:

dd為SampleMore類的一個物件,當被呼叫時,add執行加5的操作。add還可以作為函式物件,被傳遞給map()函式。

當然,我們還可以使用更“優美”的方式,想想是什麼。

 

總結

對於內建的物件來說(比如整數、表、字串等),它們所需要的特殊方法都已經在Python中準備好了。而使用者自己定義的物件也可以通過增加特殊方法,來實現自定義的語法。特殊方法比較靠近Python的底層,許多Python功能的實現都要依賴於特殊方法。我們將在以後看到更多的例子。

大黃蜂,還是Camaro跑車

Python的許多語法都是基於其物件導向模型的封裝。物件模型是Python的骨架,是功能完備、火力強大的大黃蜂。但是Python也提供更加簡潔的語法,讓你使用不同的程式設計形態,從而在必要時隱藏一些物件導向的介面。正如我們看到的Camaro跑車,將自己威風的火藥庫收起來,提供方便人類使用的車門和座椅。

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