Python双下划线

简介

在Python中，双下划线（__）被广泛用于不同的情境和用途。这些双下划线在Python中被称为魔法方法（Magic Methods）或特殊方法（Special Methods）。

魔法方法是Python中的一种语法规定，它们用于在特定的情况下，自动地调用某些特定的操作，从而提供更加具体和灵活的控制。通过使用双下划线，我们可以自定义类的行为，使其表现得像Python内置类型一样。

在本文中，我们将详细讨论Python中一些常用的魔法方法，并展示它们的应用。

__init__ – 初始化方法

__init__ 是魔法方法中最常见和最广泛使用的一个。当创建一个类的实例时，__init__ 方法会被自动调用，用于进行对象的初始化操作。

示例代码：

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

person = Person("Alice")
print(person.name)  # 输出：Alice

在上面的代码中，我们定义了一个 Person 类，它有一个参数为 name 的 __init__ 方法。在创建 Person 类的实例时，我们传入一个名字，并将其赋值给实例的 name 属性。最后，我们打印出了 name 属性的值，即 Alice。这说明 __init__ 方法成功地对实例进行了初始化。

__str__ – 字符串表示方法

__str__ 方法用于返回一个对象的字符串表示。当使用 print 函数或 str 函数时，会自动调用该方法。

示例代码：

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

    def __str__(self):
        return f"Person(name={self.name})"

person = Person("Alice")
print(person)  # 输出：Person(name=Alice)

在上面的代码中，我们定义了一个 __str__ 方法。该方法返回了一个字符串，其中包含了实例的名字。当我们使用 print 函数打印 person 对象时，就会自动调用 __str__ 方法并打印返回的字符串。

__len__ – 长度方法

__len__ 方法用于返回一个对象的长度。当使用 len 函数时，会自动调用该方法。

示例代码：

class MyList:
    def __init__(self, data):
        self.data = data

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

my_list = MyList([1, 2, 3, 4, 5])
print(len(my_list))  # 输出：5

在上面的代码中，我们定义了一个 MyList 类，它有一个名为 data 的属性。我们重写了 __len__ 方法，并在其中返回了 data 的长度。当我们使用 len 函数计算 my_list 对象的长度时，就会自动调用 __len__ 方法并返回结果。

__add__ – 加法方法

__add__ 方法用于定义两个对象相加的行为。当使用 + 运算符时，会自动调用该方法。我们可以利用这个特性，使得我们自定义的类能够支持加法操作。

示例代码：

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

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

v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
v3 = v1 + v2
print(f"({v3.x}, {v3.y})")  # 输出：(4, 6)

在上面的代码中，我们定义了一个 Vector 类，它有两个属性 x 和 y。我们重写了 __add__ 方法，在其中进行了向量的相加操作，并返回了一个新的 Vector 对象。当我们执行 v1 + v2 时，就会自动调用 __add__ 方法并返回结果。

__getitem__ 和 __setitem__ – 索引和赋值方法

__getitem__ 方法用于获取对象中指定索引的元素，__setitem__ 方法用于设置对象中指定索引的元素。我们可以通过重写这两个方法，使得我们自定义的类能够支持索引访问和赋值操作。

示例代码：

class MyList:
    def __init__(self, data):
        self.data = data

    def __getitem__(self, index):
        return self.data[index]

    def __setitem__(self, index, value):
        self.data[index] = value

my_list = MyList([1, 2, 3, 4, 5])
print(my_list[2])  # 输出：3

my_list[2] = 7
print(my_list[2])  # 输出：7

在上面的代码中，我们定义了一个 MyList 类，它有一个名为 data 的属性。我们重写了 __getitem__ 和 __setitem__ 方法，分别用于获取和设置 data 中指定索引的元素。当我们执行 my_list[2] 时，就会自动调用 __getitem__ 方法并返回结果。当我们执行 my_list[2] = 7 时，就会自动调用 __setitem__ 方法并进行赋值操作。

__call__ – 调用方法

__call__ 方法用于使对象能够像函数一样被调用。当我们使用对象名加括号的方式调用对象时，会自动调用 __call__ 方法。

示例代码：

class Adder:
    def __call__(self, a, b):
        return a + b

add = Adder()
result = add(3, 5)
print(result)  # 输出：8

在上面的代码中，我们定义了一个 Adder 类，并在其中重写了 __call__ 方法。当我们执行 add(3, 5) 时，就会自动调用 __call__ 方法并返回结果。

总结

本文介绍了Python中双下划线的使用，讨论了一些常用的魔法方法，并展示了它们的应用。通过合理地使用双下划线，我们可以为自定义的类添加更多的功能和灵活性，使其表现得像Python内置类型一样。