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:
1 |
'abc' + 'xyz' # 連線字串 |
實際執行了如下操作:
1 |
'abc'.__add__('xyz') |
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
1 |
len([1,2,3]) # 返回表中元素的總數 |
實際上做的是
1 |
[1,2,3].__len__() |
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
1 2 |
li = [1, 2, 3, 4, 5, 6] print(li[3]) |
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。
1 2 |
li = [1, 2, 3, 4, 5, 6] print(li.__getitem__(3)) |
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:
1 2 3 4 5 6 7 |
class SampleMore(object): def __call__(self, a): return a + 5 add = SampleMore() # A function object print(add(2)) # Call function map(add, [2, 4, 5]) # Pass around function object |
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。