一篇文章带你了解Python运算符重载

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 · 2021-04-14

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不堪玄鬓影,来对白头吟。


您可以根据所使用的操作数来更改Python中运算符的含义。这种做法称为运算符重载,今天我们一起来聊聊运算符重载。


一、什么是Python中的运算符重载?

Python运算符用于内置类。但是相同的运算符对不同的类型有不同的行为。例如,+运算符将对两个数字执行算术加法、合并两个列表并连接两个字符串。

Python中的这一功能允许同一运算符根据上下文具有不同的含义,称为运算符重载。

那么,当将它们与用户定义类的对象一起使用时会发生什么呢?

示例   :下面的类,它试图在二维坐标系中模拟一个点。

class Point:    def __init__(self, x = 0, y = 0):        self.x = x        self.y = y

现在,运行代码并尝试在Python shell中添加两个点。

p1 = Point(2,3)p2 = Point(-1,2)print(p1 + p2)

代码:

这是很多错误。由于Python不知道如何将两个Point对象加在一起而引发TypeError。

但是,可以通过运算符重载向Python教授这一点。但是首先,让对特殊函数有所了解。


二、Python中的特殊函数

1.  什么是特殊模式?

以双下划线开头的类函数在Python中称为特殊函数。这是因为,它们不是普通的函数。上面定义的init__()函数就是其中之一。每次创建该类的新对象时都会调用它。

2. 案例

使用特殊函数,可以使的类与内置函数兼容。

例 :

p1 = Point(2,3)print(p1)

打印输出没有达到预想的效果。

但是,如果在类中定义str()方法,可以控制它的打印输出方式。把这个加到的类中。

示例

class Point:    def __init__(self, x = 0, y = 0):        self.x = x        self.y = y        def __str__(self):        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)

现在,让print()再次尝试该函数。

p1 = Point(3,7)print(p1)

事实证明这样更好,当使用内置函数str()或时,将调用相同的方法format()。

p1 = Point(23)print(str(p1))print(format(p1))

因此,当您执行str(p1)或format(p1)时,Python在内部执行p1.str()。因此得名,特殊函数。下面继续回到操作符重载。


三、重载+运算符

要重载+符号,将需要在类中实现add()函数。拥有权利的同时也被赋予了重大的责任。可以在此函数内做任何喜欢的事情。但是返回坐标和的Point对象是明智的。

示例

class Point:    def __init__(self, x = 0, y = 0):        self.x = x        self.y = y        def __str__(self):        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)        def __add__(self,other):        x = self.x + other.x        y = self.y + other.y        return Point(x,y)

测试一下:

p1 = Point(2,3)p2 = Point(-1,2)print(p1 + p2)

实际上发生的是,当您执行p1 + p2时,Python会调用p1 .__ add (p2),也就是Point . add __(p1,p2)。同样,也可以重载其他运算符。


四、重载比较运算符

Python不限制运算符重载为算术运算符。也可以重载比较运算符。

假设,想在Point类中实现小于运算符(<) ,让从原点比较这些点的大小,并为此目的返回结果。可以如下实现。

示例

class Point:    def __init__(self, x = 0, y = 0):        self.x = x        self.y = y        def __str__(self):        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)        def __lt__(self,other):        self_mag = (self.x ** 2) + (self.y ** 2)        other_mag = (other.x ** 2) + (other.y ** 2)        return self_mag < other_mag

尝试在Python shell中运行这些示例。

print(Point(1, 1) < Point(-2, -3))
print(Point(1, 1) < Point(0.5, -0.2))
print(Point(1, 1) < Point(1, 1))

下表列出了需要实现以重载其他比较运算符的特殊函数。

操作符表达式内部
小于(<)p1 <p2p1 .__ lt __(p2)
小于等于(<=)p1 <= p2p1 .__ le __(p2)
等于(==)p1 == p2p1 .__ eq __(p2)
不等于(!=)p1!= p2p1 .__ ne __(p2)
大于(>)p1> p2p1 .__ gt __(p2)
大于等于(>=)p1> = p2p1 .__ ge __(p2)

五、总结

本文基于Python基础,介绍了Python运算符重载。介绍了什么是运算符重载?通过案例的分析,进行讲解。分模块讲解了重载+运算符, 重载比较运算符,在实际案例的应用。

通过丰富的案例分析,效果图的展示,让读者能够更好理解和学习。

大家积极尝试,有时候看到别人实现起来很简单,但是到自己动手实现的时候,总会有各种各样的问题,切勿眼高手低,勤动手,才可以理解的更加深刻。

代码很简单,希望能够帮助你学习。

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