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Python深入特殊方法與多范式
2017-04-15
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Python深入特殊方法與多范式

Python一切皆對象,但同時,Python還是一個多范式語言(multi-paradigm),你不僅可以使用面向?qū)ο蟮姆绞絹砭帉懗绦?,還可以用面向過程的方式來編寫相同功能的程序(還有函數(shù)式、聲明式等,我們暫不深入)。Python的多范式依賴于Python對象中的特殊方法(special method)。

特殊方法名的前后各有兩個下劃線。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(dá)方式,正如我們在下面的例子中將要看到的。當(dāng)對象中定義了特殊方法的時候,Python也會對它們有“特殊優(yōu)待”。比如定義了__init__()方法的類,會在創(chuàng)建對象的時候自動執(zhí)行__init__()方法中的操作。

(可以通過dir()來查看對象所擁有的特殊方法,比如dir(1))

運算符

Python的運算符是通過調(diào)用對象的特殊方法實現(xiàn)的。比如:

'abc' + 'xyz'               # 連接字符串

實際執(zhí)行了如下操作:

'abc'.__add__('xyz')

所以,在Python中,兩個對象是否能進(jìn)行加法運算,首先就要看相應(yīng)的對象是否有__add__()方法。一旦相應(yīng)的對象有__add__()方法,即使這個對象從數(shù)學(xué)上不可加,我們都可以用加法的形式,來表達(dá)obj.__add__()所定義的操作。在Python中,運算符起到簡化書寫的功能,但它依靠特殊方法實現(xiàn)。

Python不強(qiáng)制用戶使用面向?qū)ο蟮木幊谭椒?。用戶可以選擇自己喜歡的使用方式(比如選擇使用+符號,還是使用更加面向?qū)ο蟮腳_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(yīng)運算符

(1.8).__mul__(2.0)

True.__or__(False)

內(nèi)置函數(shù)

與運算符類似,許多內(nèi)置函數(shù)也都是調(diào)用對象的特殊方法。比如

len([1,2,3])      # 返回表中元素的總數(shù)

實際上做的是

[1,2,3].__len__()

相對與__len__(),內(nèi)置函數(shù)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(yīng)內(nèi)置函數(shù)

(-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

li = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

print(li[3])

上面的程序運行到li[3]的時候,Python發(fā)現(xiàn)并理解[]符號,然后調(diào)用__getitem__()方法。

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(yīng)

li.__setitem__(3, 0)

{'a':1, 'b':2}.__delitem__('a')

函數(shù)

我們已經(jīng)說過,在Python中,函數(shù)也是一種對象。實際上,任何一個有__call__()特殊方法的對象都被當(dāng)作是函數(shù)。比如下面的例子:

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

add為SampleMore類的一個對象,當(dāng)被調(diào)用時,add執(zhí)行加5的操作。add還可以作為函數(shù)對象,被傳遞給map()函數(shù)。

當(dāng)然,我們還可以使用更“優(yōu)美”的方式,想想是什么。

總結(jié)

對于內(nèi)置的對象來說(比如整數(shù)、表、字符串等),它們所需要的特殊方法都已經(jīng)在Python中準(zhǔn)備好了。而用戶自己定義的對象也可以通過增加特殊方法,來實現(xiàn)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(xiàn)都要依賴于特殊方法。我們將在以后看到更多的例子。

Python的許多語法都是基于其面向?qū)ο竽P偷姆庋b。對象模型是Python的骨架,是功能完備、火力強(qiáng)大的大黃蜂。但是Python也提供更加簡潔的語法,讓你使用不同的編程形態(tài),從而在必要時隱藏一些面向?qū)ο蟮慕涌?。正如我們看到的Camaro跑車,將自己威風(fēng)的火藥庫收起來,提供方便人類使用的車門和座椅。

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