Python深入學(xué)習(xí)之特殊方法與多范式

Python一切皆對(duì)象，但同時(shí)，Python還是一個(gè)多范式語(yǔ)言(multi-paradigm),你不僅可以使用面向?qū)ο蟮姆绞絹?lái)編寫程序，還可以用面向過(guò)程的方式來(lái)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(duì)象中的特殊方法(special method)。

特殊方法名的前后各有兩個(gè)下劃線。特殊方法又被成為魔法方法(magic method)，定義了許多Python語(yǔ)法和表達(dá)方式，正如我們?cè)谙旅娴睦又袑⒁吹降?。?dāng)對(duì)象中定義了特殊方法的時(shí)候，Python也會(huì)對(duì)它們有“特殊優(yōu)待”。比如定義了__init__()方法的類，會(huì)在創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候自動(dòng)執(zhí)行__init__()方法中的操作。

(可以通過(guò)dir()來(lái)查看對(duì)象所擁有的特殊方法，比如dir(1))

運(yùn)算符

Python的運(yùn)算符是通過(guò)調(diào)用對(duì)象的特殊方法實(shí)現(xiàn)的。比如：

實(shí)際執(zhí)行了如下操作：

所以，在Python中，兩個(gè)對(duì)象是否能進(jìn)行加法運(yùn)算，首先就要看相應(yīng)的對(duì)象是否有__add__()方法。一旦相應(yīng)的對(duì)象有__add__()方法，即使這個(gè)對(duì)象從數(shù)學(xué)上不可加，我們都可以用加法的形式，來(lái)表達(dá)obj.__add__()所定義的操作。在Python中，運(yùn)算符起到簡(jiǎn)化書寫的功能，但它依靠特殊方法實(shí)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(hào)，還是使用更加面向?qū)ο蟮腳_add__()方法)。特殊方法寫起來(lái)總是要更費(fèi)事一點(diǎn)。

嘗試下面的操作，看看效果，再想想它的對(duì)應(yīng)運(yùn)算符

內(nèi)置函數(shù)

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

實(shí)際上做的是

相對(duì)與__len__()，內(nèi)置函數(shù)len()也起到了簡(jiǎn)化書寫的作用。

嘗試下面的操作，想一下它的對(duì)應(yīng)內(nèi)置函數(shù)

表(list)元素引用

下面是我們常見(jiàn)的表元素引用方式

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

嘗試看下面的操作，想想它的對(duì)應(yīng)

函數(shù)

我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，在Python中，函數(shù)也是一種對(duì)象。實(shí)際上，任何一個(gè)有__call__()特殊方法的對(duì)象都被當(dāng)作是函數(shù)。比如下面的例子:

add為SampleMore類的一個(gè)對(duì)象，當(dāng)被調(diào)用時(shí)，add執(zhí)行加5的操作。add還可以作為函數(shù)對(duì)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(duì)于內(nèi)置的對(duì)象來(lái)說(shuō)(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(duì)象也可以通過(guò)增加特殊方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)自定義的語(yǔ)法。特殊方法比較靠近Python的底層，許多Python功能的實(shí)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(yǔ)法都是基于其面向?qū)ο竽Ｐ偷姆庋b。對(duì)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(jiǎn)潔的語(yǔ)法，讓你使用不同的編程形態(tài)，從而在必要時(shí)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(kù)收起來(lái)，提供方便人類使用的車門和座椅。