在Python這門語(yǔ)言中，有一些比較特殊的使用方法，主要用到的是雙下劃線開(kāi)始和結(jié)束，正是因?yàn)槿绱耍€有一個(gè)比較接地氣的名字，叫做雙下方法，感興趣的話，可以詳細(xì)的為大家進(jìn)行解答一下。

　　前言

　　大家在寫Python代碼的時(shí)候有沒(méi)有這樣的疑問(wèn)。

　　為什么數(shù)學(xué)中的+號(hào)，在字符串運(yùn)算中卻變成拼接功能，如'ab'+'cd'結(jié)果為abcd；而*號(hào)變成了重復(fù)功能，如'ab'*2結(jié)果為abab。

　　為什么某些對(duì)象print能輸出數(shù)據(jù)，而print自定義的類對(duì)象卻輸出一堆看不懂的代碼<__main__.MyClsobjectat0x105732250>。

　　不是因?yàn)橄到y(tǒng)做了特殊定制，而是Python中有一類特殊的方法，在某些特定的場(chǎng)合會(huì)自動(dòng)調(diào)用。如，在字符串類str中定義了__add__方法后，當(dāng)代碼遇到字符串相加'ab'+'cd'時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)用__add__方法完成字符串拼接。

　　因?yàn)檫@類特殊方法的方法名都是以雙下劃線開(kāi)始和結(jié)束，所以又被稱為雙下方法。

　　Python中的雙下方法很多，今天我們對(duì)它做個(gè)詳解。

　　1.init方法

　　__init__的方法是很多人接觸的第一個(gè)雙下方法。

　class A:
　　    def __init__(self, a):
　　        self.a = a

       當(dāng)調(diào)用A()實(shí)例化對(duì)象的時(shí)候，__init__方法會(huì)被自動(dòng)調(diào)用，完成對(duì)象的初始化。

　　2.運(yùn)算符的雙下方法

　　在類中定義運(yùn)算符相關(guān)的雙下方法，可以直接在類對(duì)象上做加減乘除、比較等操作。

　　這里，定義一個(gè)尺子類Rule，它包含一個(gè)屬性r_len代表尺子的長(zhǎng)度。

　class Rule:
　　    def __init__(self, r_len):
　　        self.r_len = r_len

　　2.1比較運(yùn)算符

　　如果想按照尺子的長(zhǎng)度對(duì)不同的尺子做比較，需要在Rule類中定義比較運(yùn)算符。

　class Rule:
　　    def __init__(self, r_len):
　　        self.r_len = r_len
　　    # < 運(yùn)算符
　　    def __lt__(self, other):
　　        return self.r_len < other.r_len
　　    # <= 運(yùn)算符
　　    def __le__(self, other):
　　        return self.r_len <= other.r_len

　　    # > 運(yùn)算符

　　    def __gt__(self, other):

　　        return self.r_len > other.r_len

　　    # >= 運(yùn)算符

　　    def __ge__(self, other):

　　        return self.r_len >= other.r_len

　　這里定義了<、<=、>和>=四個(gè)比較運(yùn)算符，這樣就可以用下面的代碼比較Rule對(duì)象了。

　　rule1 = Rule(10)
　　rule2 = Rule(5)
　　print(rule1 > rule2)  # True
　　print(rule1 >= rule2)  # True
　　print(rule1 < rule2)  # False
　　print(rule1 <= rule2)  # False

　　當(dāng)用>比較rule1和rule2的時(shí)候，rule1對(duì)象會(huì)自動(dòng)調(diào)用__gt__方法，并將rule2對(duì)象傳給other參數(shù)，完成比較。

　　下面是比較運(yùn)算符的雙下方法

　　2.2算術(shù)運(yùn)算符

　　可以支持類對(duì)象加減乘除。

def __add__(self, other):
　　    return Rule(self.r_len + other.r_len)

　　這里定義了__add__方法，對(duì)應(yīng)的是+運(yùn)算符，他會(huì)把兩個(gè)尺子的長(zhǎng)度相加，并生成新的尺子。

  　rule1 = Rule(10)
　　rule2 = Rule(5)
　　rule3 = rule1 + rule2

　　下面是算術(shù)運(yùn)算符的雙下方法

　　2.3反向算術(shù)運(yùn)算符

　　它支持其他類型的變量與Rule類相加。以__radd__方法為例

    def __radd__(self, other):
　　    return self.r_len + other

　　程序執(zhí)行10+rule1時(shí)，會(huì)嘗試調(diào)用int類的__add__但int類類沒(méi)有定義與Rule類對(duì)象相加的方法，所以程序會(huì)調(diào)用+號(hào)右邊對(duì)象rule1的__radd__方法，并把10傳給other參數(shù)。

　　所以這種運(yùn)算符又叫右加運(yùn)算符。它所支持的運(yùn)算符與上面的算術(shù)運(yùn)算符一樣，方法名前加r即可。

　　2.4增量賦值運(yùn)算符

　　增量賦值運(yùn)算符是+=、-=、*=、/=等。

   def __iadd__(self, other):
　　    self.r_len += other
　　    return self

   rule1 = Rule(10)
　　rule1 += 5

　　除了__divmod__方法，其他的跟算數(shù)運(yùn)算符一樣，方面名前都加i

　　2.5位運(yùn)算符

　　這部分支持按二進(jìn)制進(jìn)行取反、移位和與或非等運(yùn)算。由于Rule類不涉及位運(yùn)算，所以我們換一個(gè)例子。

　　定義二進(jìn)制字符串的類BinStr，包含bin_str屬性，表示二進(jìn)制字符串。

    class BinStr:
　　    def __init__(self, bin_str):
　　        self.bin_str = bin_str

    x = BinStr('1010')  #創(chuàng)建二進(jìn)制字符串對(duì)象
　　print(x.bin_str) # 1010

　　給BinStr定義一個(gè)取反運(yùn)算符~

   # ~ 運(yùn)算符
　　def __invert__(self):
　　    inverted_bin_str = ''.join(['1' if i == '0' else '0' for i in self.bin_str])
　　    return BinStr(inverted_bin_str)

　　__invert__方法中，遍歷bin_str字符串，將每位取反，并返回一個(gè)新的BinStr類對(duì)象。

  　x = BinStr('1011')
　　invert_x = ~x
　　print(invert_x.bin_str) # 0100

　　下面是位運(yùn)算符的雙下方法

　　這部分也支持反向位運(yùn)算符和增量賦值位運(yùn)算符，規(guī)則跟算數(shù)運(yùn)算符一樣，這里就不再贅述。

　　3.字符串表示

　　這部分涉及兩個(gè)雙下方法__repr__和__format__，在某些特殊場(chǎng)景，如print，會(huì)自動(dòng)調(diào)用，將對(duì)象轉(zhuǎn)成字符串。

　　還是以BinStr為例，先寫__repr__方法。

def __repr__(self):
　　    decimal = int('0b'+self.bin_str, 2)
　　    return f'二進(jìn)制字符串：{self.bin_str}，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字：{decimal}'
　　x = BinStr('1011')
　　print(x)

　　# 輸出：二進(jìn)制字符串：1011，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字：11

　　當(dāng)程序執(zhí)行print(x)時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用__repr__方法，獲取對(duì)象x對(duì)應(yīng)的字符串。

　　再寫__format__方法，它也是將對(duì)象格式化為字符串。

def __format__(self, format_spec):
　　    return format_spec % self.bin_str
　　print('{0:二進(jìn)制字符串：%s}'.format(x))

　　# 輸出：二進(jìn)制字符串：1011

　　當(dāng).format方法的前面字符串里包含0:時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)用__format__方法，并將字符串傳給format_spec參數(shù)。

　　4.數(shù)值轉(zhuǎn)換

　　調(diào)用int(obj)、float(obj)等方法，可以將對(duì)象轉(zhuǎn)成相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)。

　def __int__(self):
　　    return int('0b'+self.bin_str, 2)
　　x = BinStr('1011')
　　print(int(x))

　　當(dāng)調(diào)用int(x)時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用__int__方法，將二進(jìn)制字符串轉(zhuǎn)成十進(jìn)制數(shù)字。

　　數(shù)值轉(zhuǎn)換除了上面的兩個(gè)外，還有__abs__、__bool__、__complex__、__hash__、__index__和__str__。

　　__str__和__repr__一樣，在print時(shí)都會(huì)被自動(dòng)調(diào)用，但__str__優(yōu)先級(jí)更高。

　　5.集合相關(guān)的雙下方法

　　這部分可以像集合那樣，定義對(duì)象長(zhǎng)度、獲取某個(gè)位置元素、切片等方法。

　　以__len__和__getitem__為例

　def __len__(self):
　　    return len(self.bin_str)
　　def __getitem__(self, item):
　　    return self.bin_str[item]
　　x = BinStr('1011')
　　print(len(x))  # 4
　　print(x[0])  # 1
　　print(x[0:3])  # 101

　　len(x)會(huì)自動(dòng)調(diào)用__len__返回對(duì)象的長(zhǎng)度。

　　通過(guò)[]方式獲取對(duì)象的元素時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用__getitem__方法，并將切片對(duì)象傳給item參數(shù)，即可以獲取單個(gè)元素，還可以獲取切片。

　　集合相關(guān)的雙下方法還包括__setitem__、__delitem__和__contains__。

　　6.迭代相關(guān)的雙下方法

　　可以在對(duì)象上使用for-in遍歷。

　def __iter__(self):
　　    self.cur_i = -1
　　    return self
　　def __next__(self):
　　    self.cur_i += 1
　　    if self.cur_i >= len(self.bin_str):
　　        raise StopIteration()  # 退出迭代
　　    return self.bin_str[self.cur_i]
　　x = BinStr('1011')
　　for i in x:
　　    print(i)

　　當(dāng)在x上使用for-in循環(huán)時(shí)，會(huì)先調(diào)用__iter__方法將游標(biāo)cur_i置為初始值-1，然后不斷調(diào)用__next__方法遍歷self.bin_str中的每一位。

　　這部分還有一個(gè)__reversed__方法用來(lái)反轉(zhuǎn)對(duì)象。

　　def __reversed__(self):

　　    return BinStr(''.join(list(reversed(self.bin_str))))

　　x = BinStr('1011')

　　reversed_x = reversed(x)

　　print(reversed_x)

　　# 輸出：二進(jìn)制字符串：1101，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字：13

　　7.類相關(guān)的雙下方法

　　做web開(kāi)發(fā)的朋友，用類相關(guān)的雙下方法會(huì)更多一些。

　　7.1實(shí)例的創(chuàng)建和銷毀

　　實(shí)例的創(chuàng)建是__new__和__init__方法，實(shí)例的銷毀是__del__方法。

　　__new__的調(diào)用早于__init__，它的作用是創(chuàng)建對(duì)象的實(shí)例（內(nèi)存開(kāi)辟一段空間），而后才將該實(shí)例傳給__init__方法，完成實(shí)例的初始化。

　　由于__new__是類靜態(tài)方法，因此它可以控制對(duì)象的創(chuàng)建，從而實(shí)現(xiàn)單例模式。

　　__del__方法在實(shí)例銷毀時(shí)，被自動(dòng)調(diào)用，可以用來(lái)做一些清理工作和資源釋放的工作。

　　7.2屬性管理

　　類屬性的訪問(wèn)和設(shè)置。包括__getattr__、__getattribute__、__setattr__和__delattr__方法。

　　__getattr__和__getattribute__的區(qū)別是，當(dāng)訪問(wèn)類屬性時(shí)，無(wú)論屬性存不存在都會(huì)調(diào)用__getattribute__方法，只有當(dāng)屬性不存在時(shí)才會(huì)調(diào)用__getattr__方法。

　　7.3屬性描述符

　　控制屬性的訪問(wèn)，一般用于把屬性的取值控制在合理范圍內(nèi)。包括__get__、__set__和__delete__方法。

　　class XValidation:

　　    def __get__(self, instance, owner):

　　        return self.x

　　    def __set__(self, instance, value):

　　        if 0 <= value <= 100:

　　            self.x = value

　　        else:

　　            raise Exception('x不能小于0，不能大于100')

　　    def __delete__(self, instance):

　　        print('刪除屬性')

　　class MyCls:

　　    x = XValidation()

　　    def __init__(self, n):

　　        self.x = n

　　obj = MyCls(10)

　　obj.x = 101

　　print(obj.x) # 拋異常：Exception:x不能小于0，不能大于100

　　上述例子，通過(guò)類屬性描述符，可以將屬性x的取值控制在[0,100]之前，防止不合法的取值。