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深入理解Python虚拟机中常见魔术方法的使用

作者：一无是处的研究僧

本文主要给大家介绍在 python 当中与数学计算相关的一些常见的魔术方法，是在很多科学计算的包当中都使用到的魔术方法，感兴趣的小伙伴可以了解一下

在本篇文章当中主要给大家介绍在 python 当中一些常见的魔术方法，本篇文章主要是关于与数学计算相关的一些魔术方法，在很多科学计算的包当中都使用到了这些魔术方法。

大小比较

当我们在Python中定义自己的类时，可以通过重写一些特殊方法来改变对象的比较行为。这些特殊方法包括__lt__、__le__、__eq__、__ne__、__gt__和__ge__，它们分别对应于小于、小于等于、等于、不等于、大于和大于等于的比较运算符。这些方法允许我们自定义对象之间的比较规则。

下面是对每个方法的详细介绍：

这些比较方法允许我们根据自己的需求自定义对象的比较规则。当我们使用比较运算符对对象进行比较时，Python会自动调用这些方法，并返回相应的结果。

下面是一个简单的示例，展示如何在自定义类中使用这些比较方法：

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
    
    def __lt__(self, other):
        return self.x < other.x and self.y
        return self.y < other.y
    
    def __le__(self, other):
        return self.x <= other.x and self.y <= other.y
    
    def __eq__(self, other):
        return self.x == other.x and self.y == other.y
    
    def __ne__(self, other):
        return not self.__eq__(other)
    
    def __gt__(self, other):
        return self.x > other.x and self.y > other.y
    
    def __ge__(self, other):
        return self.x >= other.x and self.y >= other.y
 
 
p1 = Point(1, 2)
p2 = Point(3, 4)
 
 
print(p1 < p2)  
print(p1 <= p2)
print(p1 == p2)
print(p1 != p2)
print(p1 > p2)
print(p1 >= p2)

上面的代码输出结果如下所示：

2
True
False
True
False
False

在上面的示例中，我们定义了一个名为Point的类，它表示一个二维平面上的点。我们重写了__lt__、__le__、__eq__、__ne__、__gt__和__ge__方法来定义点之间的比较规则。根据我们的定义，如果一个点的x坐标和y坐标都小于另一个点的相应坐标，则我们认为前一个点小于后一个点。

通过创建两个Point对象并使用比较运算符进行比较，我们可以看到根据我们的定义，比较运算符返回了预期的结果。

模拟设计一个数学类型

当我们在Python中定义自己的类时，可以通过重写一些特殊方法来改变对象的算术运算行为。这些特殊方法包括__add__、__sub__、__mul__、__matmul__、__truediv__、__floordiv__、__mod__、__divmod__、__pow__、__lshift__、__rshift__、__and__、__xor__和__or__，它们分别对应于加法、减法、乘法、矩阵乘法、真除法、整除法、取模运算、divmod函数、幂运算、左移位、右移位、按位与、按位异或和按位或的运算符。这些方法允许我们自定义对象之间的算术运算规则。

通过重写这些方法，我们可以在自定义类中定义对象之间的算术运算规则。当我们使用相应的算术运算符或函数对对象进行操作时，Python会自动调用这些方法，并返回相应的结果。

下面是一个简单的示例，展示如何在自定义类中使用这些算术方法：

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
 
    def __add__(self, other):
        return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
 
    def __sub__(self, other):
        return Vector(self.x - other.x, self.y - other.y)
 
    def __mul__(self, scalar):
        return Vector(self.x * scalar, self.y * scalar)
 
    def __truediv__(self, scalar):
        return Vector(self.x / scalar, self.y / scalar)
 
    def __repr__(self):
        return f"Vector[{self.x}, {self.y}]"
 
 
# 创建两个 Vector 对象
v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
 
# 使用算术运算符进行操作
v3 = v1 + v2
v4 = v1 - v2
 
v5 = v1 * 2
v6 = v2 / 3
 
print(f"{v1 = }")
print(f"{v2 = }")
print(f"{v3 = }")
print(f"{v4 = }")
print(f"{v5 = }")
print(f"{v6 = }")

上面的代码输出结果如下所示：

v1 = Vector[1, 2]
v2 = Vector[3, 4]
v3 = Vector[4, 6]
v4 = Vector[-2, -2]
v5 = Vector[2, 4]
v6 = Vector[1.0, 1.3333333333333333]

在上面的示例中，我们定义了一个名为Vector的类，它表示二维向量。我们重写了__add__、__sub__、__mul__和__truediv__方法来定义向量之间的加法、减法、乘法和真除法的规则。根据我们的定义，向量的加法是将对应的分量相加，向量的减法是将对应的分量相减，向量的乘法是将每个分量与标量相乘，向量的真除法是将每个分量除以标量。通过创建两个Vector对象并使用算术运算符进行操作，我们可以看到根据我们的定义，算术运算符返回了预期的结果。

当我们在Python中定义自己的类时，除了重写一些魔术方法来改变对象的算术运算行为之外，还可以重写对应的反向魔术方法来处理反向运算。这些反向魔术方法以__r开头，后面跟着对应的运算符，例如__radd__、__rsub__、__rmul__等。它们用于在无法直接对另一个对象调用相应的魔术方法时，尝试使用当前对象的魔术方法来处理反向运算。主要有下面的方法：

object.__iadd__(self, other)
object.__isub__(self, other)
object.__imul__(self, other)
object.__imatmul__(self, other)
object.__itruediv__(self, other)
object.__ifloordiv__(self, other)
object.__imod__(self, other)
object.__ipow__(self, other[, modulo])
object.__ilshift__(self, other)
object.__irshift__(self, other)
object.__iand__(self, other)
object.__ixor__(self, other)
object.__ior__(self, other)

比如 a + b，当 a 当中没有定义 __add__的时候，就会调用 b 的 __radd__ 。比如下面这个例子：

class A:
    def __init__(self, x):
        self.x = x
class B:
    def __init__(self, x):
        self.x = x
    def __radd__(self, other):
        print("In B __radd__")
        return self.x + other.x
if __name__ == '__main__':
    a = A(1)
    b = B(1)
    print(a + b)

上面的代码输出结果如下所示：

In B __radd__
2

除了上面关于数据的魔术方法之外，还有一些其他的魔术方法，具体如下所示：

object.__neg__(self)
object.__pos__(self)
object.__abs__(self)
object.__invert__(self)
object.__complex__(self)
object.__int__(self)
object.__float__(self)
object.__index__(self)
object.__round__(self[, ndigits])
object.__trunc__(self)
object.__floor__(self)
object.__ceil__(self)

总结

本篇文章介绍了在Python中使用魔术方法来改变对象的比较和算术运算行为。对于比较运算符，可以通过重写__lt__、__le__、__eq__、__ne__、__gt__和__ge__方法来定义自定义对象之间的比较规则。对于算术运算符，可以通过重写__add__、__sub__、__mul__、__matmul__、__truediv__、__floordiv__、__mod__、__divmod__、__pow__、__lshift__、__rshift__、__and__、__xor__和__or__方法来定义对象之间的算术运算规则。这些方法允许自定义类的对象具有与内置类型相似的行为。

本篇文章还提到了反向魔术方法，即以__r开头的方法，用于处理反向运算。例如，__radd__、__rsub__、__rmul__等方法可以定义对象在反向运算中的行为。

通过示例代码，文章演示了如何在自定义类中重写这些魔术方法，以实现自定义的比较和算术运算规则。最后，展示了在自定义类中使用这些方法时得到的预期结果。

总而言之，通过理解和使用这些魔术方法，我们可以在Python中更好地控制自定义类对象的比较和算术运算行为，使其更符合特定需求。

到此这篇关于深入理解Python虚拟机中常见魔术方法的使用的文章就介绍到这了,更多相关Python魔术方法内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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