Python魔法方法

在python中,有一些内置好的特定的方法,这些方法在进行特定的操作时会自动被调用,称之为魔法方法,下面介绍几种常见的魔法方法。

1、__init__:初始化函数,在创建实例对象为其赋值时使用,在__new__之后,__init__必须至少有一个参数self,就是这个__new__返回的实例,__init__是在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作,__init__不需要返回值。

2、__new__:很多人认为__init__是类的构造函数,其实不太确切,__init__更多的是负责初始化操作,相当于一个项目中的配置文件,__new__才是真正的构造函数,创建并返回一个实例对象,如果__new__只调用了一次,就会得到一个对象。继承自object的新式类才有__new__这一魔法方法,__new__至少必须要有一个参数cls,代表要实例化的类,此参数在实例化时由Python解释器自动提供,__new__必须要有返回值,返回实例化出来的实例(很重要),这点在自己实现__new__时要特别注意,可以return父类__new__出来的实例,或者直接是object的__new__出来的实例,若__new__没有正确返回当前类cls的实例,那__init__是不会被调用的,即使是父类的实例也不行。__new__是唯一在实例创建之前执行的方法,一般用在定义元类时使用。

创建对象的步骤:

a、首先调用__new__得到一个对象

b、调用__init__为对象添加属性

c、将对象赋值给变量

下面来看一个结合__init__和__new__两个魔法方法的例子:

从运行结果可以看出,__new__中的参数cls和B的id是相同的,表明__new__中默认的参数cls就是B类本身,而在return时,并没有正确返回当前类cls的实例,而是返回了其父类A的实例,因此__init__这一魔法方法并没有被调用,此时__new__虽然是写在B类中的,但其创建并返回的是一个A类的实例对象。

现在将return中的参数A变为cls,再来看一下运行结果:

可以看出,当__new__正确返回其当前类cls的实例对象时,__init__被调用了,此时创建并返回的是一个B类的实例对象。

3、__class__:获得已知对象的类 ( 对象.__class__)。

__class__至少在下面这种情况中是有用的:即当一个类中的某个成员变量是所有该类的对象的公共变量时,下面看一个例子:

从运行结果可以看出,虽然a和b是两个不同的A类的实例对象,但采用了__class__之后,分别调用两个对象的addcount方法之后,获取到的对象的count属性却是在不断累加的,此时self.__class__.count不再是单纯的某个对象私有的属性,而是类的所有实例对象的共有属性,它相当于self.A.count。若将self.__class__.count += 1变为self.count += 1,此时__class__的效果就十分明显了。

4、__str__:在将对象转换成字符串  str(对象)  测试的时候,打印对象的信息,__str__方法必须要return一个字符串类型的返回值,作为对实例对象的字符串描述,__str__实际上是被print函数默认调用的,当要print(实例对象)时,默认调用__str__方法,将其字符串描述返回。如果不是要用str()函数转换。当你打印一个类的时候,那么print首先调用的就是类里面的定义的__str__。

下面将上述代码放在控制台运行,

可以看出,直接敲a的话,__str__方法是不会被调用的,而print(a)的时候,__str__就被调用了。

5、__repr__:如果说__str__体现的是一种可读性,是给用户看的,那么__repr__方法体现的则是一种准确性,是给开发人员看的,它对应的是repr()函数,重构__repr__方法后,在控制台直接敲出实例对象的名称,就可以按照__repr__中return的值显示了。

打印操作会首先尝试__str__和str内置函数(print运行的内部等价形式),它通常应该返回一个友好的显示。

__repr__用于所有其他的环境中:用于交互模式下提示回应以及repr函数,它通常应该返回一个编码字符串,可以用来重新创建对象,或者给开发者详细的显示。

当我们想所有环境下都统一显示的话,可以重构__repr__方法;当我们想在不同环境下支持不同的显示,例如终端用户显示使用__str__,而程序员在开发期间则使用底层的__repr__来显示,实际上__str__只是覆盖了__repr__以得到更友好的用户显示。

6、__del__:对象在程序运行结束之后进行垃圾回收的时候调用这个方法,来释放资源。此时,此方法是被自动调用的。除非有特殊要求,一般不要重写。在关闭数据库连接对象的时候,可以在这里,释放资源。

看一个例子:

可以看出在程序运行结束之后,__del__默认被调用了三次,分别对实例对象aa,bb,cc进行垃圾回收,因为此时创建的实例已经没有对象再指向它了。下面再看一个例子:

可以看出,wangcai和xiaoqiang指向的是同一个实例对象,在del wangcai的时候,__del__并没有被调用,因为此时这个对象还在被xiaoqiang引用着,当del xiaoqiang的时候,__del__就默认被调用了,因为此时没有变量再引用这个实例对象了,相当于其引用计数变为0了,这个对象理所当然就会被垃圾回收。

总而言之,__del__魔法方法是在对象没有变量再引用,其引用计数减为0,进行垃圾回收的时候自动调用的。

7、__getattribute__:属性访问拦截器,在访问实例属性时自动调用。在python中,类的属性和方法都理解为属性,且均可以通过__getattribute__获取。当获取属性时,相当于对属性进行重写,直接return object.__getattribute__(self, *args, **kwargs)或者根据判断return所需要的重写值,如果需要获取某个方法的返回值时,则需要在函数后面加上一个()即可。如果不加的话,返回的是函数引用地址。下面看一个例子:

在创建实例对象s并对其初始化的时候,subject1的值设置为‘python’,subject2的值设置为‘cpp’,在访问s的subject1属性时,因为Test类对object类中的__getattribute__方法进行了重写,所以在调用此方法时,首先对要访问的属性做一个拦截和判断,此时__getattribute__方法中的参数obj对应的是要访问的属性,若要访问subject1属性,则对该属性进行重写,返回了一个不同的字符串,我们可以看到,在初始化时,subject1 的值为‘python’,而在访问subject1这个属性时,返回的值是'redirect python',而在访问subject2时,则调用其父类中的__getattribute__方法,返回正常的subject2属性的值。当然,在访问类的方法属性时,也可以通过重写__getattribute__的方法对其进行重写。

8、__bases__:获取指定类的所有父类构成元素,使用方法为类名.__bases__

9、__mro__:显示指定类的所有继承脉络和继承顺序,假如这个指定的类不具有某些方法和属性,但与其有血统关系的类中具有这些属性和方法,则在访问这个类本身不具有的这些方法和属性时,会按照__mro__显示出来的顺序一层一层向后查找,直到找到为止。

10、__call__:具有__call__魔法方法的对象可以使用XXX()的形式被调用,比如说累的实例对象

可以看到,Dog类的实例对象laowang是不可以使用laowang()的方式进行调用的,因为其没有__call__魔法方法,进行了修改之后,laowang这个实例对象就可以使用()的方式被调用了:

11、魔法属性:__slots__:可以限制实例对象的属性和方法,但是对类不起作用。

12、__all__:将一个py文件作为模块导入时,其中if __name__ == "main"以上的类、方法、函数等都能被导入,但某些方法可能只是用来做测试用的,不希望也不建议被导入,可以用__all__=['函数名或方法名']的方式限制一下哪些函数或方法可以被导入,即[]中的函数名或方法名可以被导入。但是需要强调的是,__all__魔法方法只针对通过 from xx import *这种导入方式有效

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