Python基础刻意练习——Day15&16:魔法方法（含自定义链表结构）

小灰灰 2023-05-29 03:09 6阅读 0赞

[Day1:变量、运算符与数据类型][Day1]  
[Day2:条件与循环][Day2]  
[Day3&4:列表与元组][Day3_4]  
[Day5:字符串与序列][Day5]  
[Day6&7:函数与Lambda表达式][Day6_7_Lambda]  
[Day8:字典与集合][Day8]  
[Day9&10:文件与文件系统][Day9_10]  
[Day11:异常处理][Day11]  
[Day12:else 与 with 语句][Day12_else _ with]  
[Day13&14:类与对象][Day13_14]  
Day15&16:魔法方法——>本文  
[Day17:模块][Day17]

# 一、构造与析构 #

## 1.构造函数 ##

[通俗的讲解Python中的\_\_new\_\_()方法 - SJ2050的博客 - CSDN博客][Python_new_ - SJ2050_ - CSDN]  
**new**(cls\[,…\])方法是先于\_\_init\_\_方法执行的类构造方法，而\_\_new\_\_和\_\_init\_\_ 配合才是python中真正的类构造器  
可以看出，\_\_new\_\_方法的第一个参数是这个类，而其余的参数会在调用成功后再全部传递给\_\_init\_\_方法初始化  
同时应注意到，\_\_init\_\_方法传入类的实例化对象(self)，而\_\_new\_\_方法返回的值就是一个实例化对象，如果\_\_new\_\_方法返回None，则\_\_init\_\_方法不会被执行  
注意，**返回值只能调用父类中的\_\_new\_\_方法**，而不能调用毫无关系的类的\_\_new\_\_方法  
绝大多数情况下，我们都不需要自己重写\_\_new\_\_方法，但在当继承一个不可变的类型（例如str类,int类等）时，它的特性就尤显重要了。

class CapStr(str):
        def __new__(cls,string):
            string = string.upper()
            return super().__new__(cls,string)
     
    a = CapStr("I love China!")
    print(a)
    #I LOVE CHINA!

## 2.析构 ##

方法\_\_del\_\_(self)用于析构对象  
需要注意的是，del A(马上删除)并不等于A.**del**()  
是**当没有变量引用这个类** 的时候系统自动调用\_\_del\_\_()方法

class A():
        def __init__(self,Num):
            self.num=Num
        def printnum(self):
            print(self.num)
        def __del__(self):
            print('__del__被调用')
    
    a1=A(5)
    a2=a1
    print('删除a1')
    del a1
    print('删除a2')
    del a2
    ''' 删除a1 删除a2 __del__被调用 在a2被删除之后才调用，与删除顺序无关 '''

# 二、算术运算 #

## 1.自定义运算 ##

可以自定义方法对对象进行算术运算  
主要方法如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmFzaGlfRg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
p.s. divmod(a,b)的结果是元组(a//b,a%b)

class new_int(int):
        def __add__(self,other):			#试将加法定义为减法
            return int.__sub__(self,other)		
            
    a=new_int(3)
    b=new_int(5)
    print(a+b)
    #-2

注意，这里不能定义类似

class new_int(int):
        def __add__(self,other):			
            return self+other

进行返回，因为我们将self(a)和other(b)都定义成了new\_int类型  
对于这个类型的两个数据之间，“+”自动再次调用\_\_add\_\_(self,other)方法，造成无尽递归

# 2.反运算 #

反运算的方法就是在上述提到的运算方法名前加r  
如，\_\_rsub\_\_代表+的反运算，即用右减去左，3 - 5 = 2  
比如出现在两个不同类型对象的运算中时（往往其中一个对象的种类继承于另一个对象），因为左边的数找不到用于这两种类型的对应运算法，所以调用了右边的数的反运算方法

class new_int(int):
        def __radd__(self,other):
            return int.__sub__(self,other)
    
    a=new_int(3)
    print(1+a)	
    #2 因为int中没有int+new_int的方法，所以调用了new_int中的__radd__()方法

# 3.增量赋值方法 #

增量赋值方法就是在上述提到的运算方法名前加i  
如，\_\_isub\_\_代表+的增量赋值运算，即“+=”，a=1,a+=3——>a=4  
也可自定义

# 4.一元运算符和类型转换 #

如下表，也可自定义  
![在这里插入图片描述][20191102224058518.png]  
![在这里插入图片描述][2019110222411198.png]

# 三、输出 #

## 1\_\_str\_\_(self) ##

\_\_str\_\_相当于str(obj),用在被打印的内容是字符串的时候

>>> class A():
    ...     def __str__(self):
    ...         return 'class A'
    ... 
    >>> a=A()
    >>> a
    <__main__.A instance at 0x105ab8b90>
    >>> print(a)
    class A

## 2\_\_repr\_(self) ##

\_\_str\_\_相当于print(str(obj)),用在直接将内容转化为字符串打印的时候

>>> class B():
    ...     def __repr__(self):
    ...         return 'class B'
    ... 
    >>> b=B()
    >>> b
    class B

# 四、属性访问 #

## 1.getattr，setattr，hasattr，dir，type ##

原本用法详见[Day13&14:类与对象][Day13_14]

*  1\_\_getattr\_\_(self,name)  
    定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为
 *  2\_\_getattribute\_\_(self,name)  
    定义当该类的属性被访问时的行为
 *  3\_\_setattr\_\_(self,name)  
    定义当一个属性被设置时的行为
 *  4\_\_delattr\_\_(self,name)  
    定义当一个属性被删除时的行为

class A():
        def __getattr__(self, name):
            print('getattr')
        def __getattribute__(self, name):
            print('getattribute')
            return super().__getattribute__(name)
    
    myA=A()
    print(myA.a)
    #myA=A()
    #print(myA.a)

# 五、描述符（类） #

描述符就是将某种特殊类型的类的实例指派给另一个类的属性。

*  1\_\_get\_\_(self, instance, owner)  
    用于访问属性，它返回属性的值。
 *  2\_\_set\_\_(self, instance, value)  
    将在属性分配操作中调用，不返回任何内容。
 *  3\_\_delete\_\_(self, instance)  
    控制删除操作，不返回任何内容。

class Desc(object):
        def __get__(self, instance, owner):
            print("__get__...",self,instance,owner)
    
        def __set__(self, instance, value):
            print('__set__...',self,instance,value)   
            
        def __delete__(self, instance):
            return ('__delete__...',self,instance)
    
    class TestDesc(object):
        x = Desc()
    
    t = TestDesc()
    t.x				#希望调用__get__()
    #__get__... <__main__.Desc object at 0x1092c3438> <__main__.TestDesc object at 0x1092c33c8> <class '__main__.TestDesc'>
    t.x				#希望调用__set__()
    #__set__... <__main__.Desc object at 0x10e63e4e0> <__main__.TestDesc object at 0x10e63e470> hello
    t.x				#希望调用__delete__()
    #__delete__... <__main__.Desc object at 0x10e63e4e0> <__main__.TestDesc object at 0x10e63e470>

可以看出，这几个传入的参数分别为：

*  self: Desc的实例对象
 *  instance: TestDesc的实例对象，其实就是t
 *  owner: 即谁拥有这些东西，当然是 TestDesc这个类，它是最高统治者，其他的一些都是包含在它的内部或者由它生出来的

# 六、定制序列 #

协议（Protocols）与其它编程语言中的接口很相似，它规定你哪些方法必须要定义。  
然而，在 Python 中的协议就显得不那么正式。事实上，在 Python 中，协议更像是一种指南。

*  容器类型的协议  
    如果需定制的容器是不可变的话，你只需要定义\_\_len\_\_()和\_\_getitem()**方法。  
    如果需定制的容器是可变的话，除了\_\_len**()和\_\_getitem\_\_()方法，还需要定义\_\_setitem\_\_()和\_\_delitem()\_\_两个方法。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名</th> 
   <th>具体内容</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1__len__(self)</td> 
   <td>定义当被len()调用时的行为（返回容器中元素的个数）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2__getitem__(self, key)</td> 
   <td>定义获取容器中元素的行为，相当于self[key]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3__setitem__(self, key, value)</td> 
   <td>定义设置容器中指定元素的行为，相当于self[key] = value</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4__delitem__(self, key)</td> 
   <td>定义删除容器中指定元素的行为，相当于del self[key]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5__iter__(self)</td> 
   <td>定义当迭代容器中元素的行为</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6__contains__(self,item)</td> 
   <td>定义当使用成员测试运算符时的行为</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 练习：自定义一个链表结构 ##

class Node(object):			#链表节点
        def __init__(self,val,p=None):
            self.data = val
            self.next = p
    
    class LinkList(object):
        def __init__(self):
            self.head = None
    
        def __getitem__(self, key): 
            if self.is_empty():
                print ('linklist is empty.')
                return
            elif key <0  or key > self.getlength():
                print ('the given key is error')
                return
            else:
                return self.getitem(key)
    
        def __setitem__(self, key, value):
            if self.is_empty():
                print ('linklist is empty.')
                return
            elif key <0  or key > self.getlength():
                print ('the given key is error')
                return
            else:
                self.delete(key)
                return self.insert(key)
    
        def initlist(self,data):	#集体初始化
            self.head = Node(data[0])
            p = self.head
            for i in data[1:]:
                node = Node(i)
                p.next = node
                p = p.next
    
        def getlength(self):		#获得长度
            p =  self.head
            length = 0
            while p!=None:
                length+=1
                p = p.next
            return length
    
        def is_empty(self):			#是否为空
            if self.head==None:
                return True
            else:
                return False
    
        def clear(self):			#清空
            self.head = None
    
        def append(self,item):		#增加节点
            q = Node(item)
            if self.head ==None:
                self.head = q
            else:
                p = self.head
                while p.next!=None:
                    p = p.next
                p.next = q
    
        def insert(self,index,item):
            if index >self.getlength():
                print ('OutOfRange.')
                return
            if index ==0:
                q = Node(item,self.head)
                self.head = q
            else:
                p = self.head
                post  = self.head
                j = 0
                while p.next!=None and j<index:
                    post = p
                    p = p.next
                    j+=1
                if index ==j:
                    q = Node(item,p)
                    post.next = q
                    q.next = p
    
        def delete(self,index):
            if (self.head==None or index<0 or index >self.getlength()):
                print ('Wrong.')
                return
            if index ==0:
                q=self.head.next
                self.head = q
            p = self.head
            post  = self.head
            j = 0
            while p!=None and p.next!=None and j<index:
                post = p
                p = p.next
                j+=1
                if index ==j:
                    post.next = p.next
                    break
    
        def index(self,value):
            if self.is_empty():
                print ('Linklist is empty.')
                return
            p = self.head
            i = 0
            while p.next!=None and not p.data ==value:
                p = p.next
                i+=1
            if p.data == value:
                return i
            else:
                return -1

# 七、迭代器 #

## 1.迭代器介绍 ##

迭代是是访问集合元素的一种方式。  
迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。  
迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。  
迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()  
字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器

>>> list=[1,2,3,4]
    >>> it = iter(list)    # 创建迭代器对象
    >>> print (next(it))   # 输出迭代器的下一个元素
    1
    >>> print (next(it))
    2

StopIteration 异常用于标识迭代的完成，当被迭代的容器内所有元素都被迭代完了后，继续调用next()会爆出StopIteration异常

list=[1,2,3,4]
    it = iter(list) 
    while True:
        try:
            print (next(it))
        except StopIteration:
            print('stop')
            break
    ''' 1 2 3 4 stop '''

## 2.创建迭代器 ##

在 **next**() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。

class Fibs():
        def __init__(self, n=10):
            self.a = 0
            self.b = 1
            self.n = n
    
        def __iter__(self):
            return self
    
        def __next__(self):
            self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
            if self.a > self.n:
                raise StopIteration
            return self.a
    
    fibs = Fibs(100)
    for each in fibs:
        print(each)
    ''' 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 '''

## 扩展：生成器 ##

在 Python 中，使用了 yield 的函数被称为生成器（generator）。  
跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器。  
在调用生成器运行的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时从当前位置继续运行。  
调用一个生成器函数，返回的是一个迭代器对象。  
同样迭代Fibonacci数列：

def fibonacci(n): 
        a, b = 0, 1
        while True:
        	if a>n:	return
            a, b = b, a + b
            yield a
            
    fibs = Fibs(100)
    for each in fibs:
        print(each,end=' ')
    #1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89

参考视频：  
[\[小甲鱼\]零基础入门学习Python-bilibili][Python-bilibili]

[Day1]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102576036
[Day2]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102576205
[Day3_4]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102576336
[Day5]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102576606
[Day6_7_Lambda]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102728193
[Day8]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102738525
[Day9_10]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102746726
[Day11]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102788316
[Day12_else _ with]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102763810
[Day13_14]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102827027
[Day17]: https://blog.csdn.net/nanashi_F/article/details/102873502
[Python_new_ - SJ2050_ - CSDN]: https://blog.csdn.net/sj2050/article/details/81172022
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmFzaGlfRg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191102214754538.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmFzaGlfRg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191102224058518.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191102224058518.png
[2019110222411198.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2019110222411198.png
[Python-bilibili]: https://www.bilibili.com/video/av4050443