类和对象

特殊方法函数

其实我们一直在跟特殊方法函数打交道，除了生成对象时暗地里调用__init__()，还有做3+4，’鸟宿池边树，’ + ’僧敲月下门’字符串连接，print(‘海上明月共潮生’)，len(‘对酒当歌，人生几何’)等操作时，都在不知不觉中调用了__add__()，__str__()，__len__()这些魔力方法函数（magic methods）。

魔力方法函数（magic methods）的函数名是固定的；格式也是固定的：函数名前后都要添加两个下划线，比如我们熟悉的对象初始化函数__init__()，读成dunder init dunder，所以这种方法函数又叫作dunder methods。

介绍几个比较常用的魔力方法函数：

1.__str__()与__repr__()：

先试试直接打印对象empLeader1：  print(empLeader1)

得到的输出是：<__main__.Leader object at 0x10a7896a0>，不是一个很友好的输出。通过在Leader类内部定义一个__repr__()方法函数，可以定义print(Leader类对象)的输出内容，repr是represent代表的前四个字母：

……
class Leader(Employee):
……
    def __repr__(self):
        return '使用魔力方法函数__repr__(): {}'.format(self.fullname)
……
print(empLeader1)			(1)
# 输出是：使用魔力方法函数__repr__: Julius Caesar

(1)相当于：print(empLeader1.__repr__())

__str__()也可用来定义print的输出，如果把它加入到上面的代码段里：

……
class Leader(Employee):
……
    def __repr__(self):
        return '使用魔力方法函数__repr__(): {}'.format(self.fullname)

    def __str__(self):
        return '使用魔力方法函数__str__: {}'.format(self.fullname)
……
print(empLeader1)			（1）
# 输出是：使用魔力方法函数__str__: Julius Caesar

由（1）的输出结果可以看出同时存在__str__()和__repr__()时，print()执行时暗暗调用的是__str__()，而不是__repr__()。

(1)相当于print(empLeader1.__str__())。

为什么不干脆用__str__()替代__repr__()而是要两者并存呢？

因为两者的“目标客户”不同。__str__()的目标客户是用户，__repr__()的目标客户则是开发者。

在下面的例子里，定义一个日期变量a和一个字符串变量b，然后调用__str__()和__repr__()，对比运行结果：

from datetime import date

a = date.today()		# a是日期类型的一个实例，赋值为今日的日期		
b = str(a)			# 将a转成字符串后赋给b，b是字符串类型的一个实例

print(a.__str__())		# 输出：2019-01-01
print(b.__str__())		# 输出：2019-01-01
# 可见调用日期对象a和字符串对象b的__str__()输出结果是一样的，只看输出结果是看不出a和b其实是不同类的实例的

print(a.__repr__())		# 输出：'2019-01-01'，看出是字符串类型
print(b.__repr__())	# 输出：datetime.date(2018, 9, 17)，看出是日期类型
# 从a和b的__repr__()可以看出a和b是不同类的对象，所以说__repr__()的输出结果是给开发者看的

print(a)				# 输出：2019-01-01
print(b)				# 输出：2019-01-01
# 这两条语句同print(a.__str__())和print(b.__str__())

2.__len__()

len(‘对酒当歌，人生几何’)等同于‘对酒当歌，人生几何’.__len__()。在类Leader里也定义一个__len__()方法函数，len(Leader对象)返回Leader对象下属的个数：

……
class Leader(Employee)
……
    def __len__(self):
        if self.subordinates is None:		# 下属列表为None，则返回0
            return 0
        else:						# 否则返回列表长度
            return len(self.subordinates)	
……
print(empLeader1.__len__())		# 返回对象empLeader1下属的个数，假如是3
print(len(empLeader1))	# 也是返回对象empLeader1下属的个数，也是3

print(len('blue moon'))		# 字符串长度，输出9
print('blue moon'.__len__())	# 也是字符串长度，输出也是9

3.__add__()

平时使用的+，无论是数字相加的+还是字符串连接的+，实际上都调用了__add__()。

比如1+2，相当于int.__add__(1, 2)；’glory’+’ dream’相当于str.__add__(‘glory’, ‘ dream’)。

在Writer类里加一个方法函数__add__()，使得两个Writer类对象可以直接相加，就设定为相加后返回两个对象的代表作吧：

……
class Writer(Employee):
……
def __add__(self, otherWriter):	# 形参otherWriter接收另一个对象

        if isinstance(otherWriter, Writer):		
        # 判断另一个对象是不是Writer类，如果是返回两个Writer类对象的代表作；
            return '{} 和 {}'.format(self.masterwork, otherWriter.masterwork)

        else:		# 如果不是，返回只有两个Writer类才能相加的提示
            return '两个Writer类的对象才可以相加'
……
print(empWriter2 + empWriter1)
# 因为+两边的对象都是Writer类，故输出两个对象的代表作：Lord of Rings 和 The adventure of Tom Sawyer

print(empWriter2 + empLeader1)
# 因为empLeader1不是Writer类的对象，故输出：两个Writer类的对象才可以相加

跟魔力方法函数__add__()类似的还有：__eq__ : 是否相等；__ne__ : 是否不相等；__lt__ : 小于；__gt__ : 大于；__le__ : 小于等于；__ge__ : 大于等于；

__sub__ : 相减；__mul__ : 相乘；__div__ : 除法；__mod__ : 取模。

4.__slot__

__slot__不是方法函数，而是一个特殊变量，用于限制类属性的添加。

用Employee类做例子，目前是可以在类外给生成的对象直接添加一个属于自己的属性的，比如给employee1对象添加一个nickname的属性：employee1.nickname = ‘Pikachu’ 或setattr(employee1, ‘nickname’, ‘Pikachu’)都可以实现。

通过输出dir(employee1)或employee1.__dict__或help(employee1)的内容可以看到nickname作为属性位列其中。

可如果不允许在类外给对象添加属性就需要用到__slot__变量了，比如现在限定Employee类除了__init__()内定义的几个类外，不允许在类外添加其它类：

class Employee(object):
__slot__ = ('__fname', '__surname', '__salary') 
# 元组里放着允许添加的属性
……
employ1.nickname = ‘Pikachu’
# 运行出错，错误提示是：AttributeError: 'Employee' object has no attribute 'nickname'，提示没有属性nickname

print(employ1.fullname)
# 正常输出，类内部定义的已有属性的基础上生成的属性不受影响

即使在类内部__init__()方法函数内部定义的属性也受__slot__的限制：

class Employee(object):
__slot__ = ('__fname', '__surname') 
……
print(employ1.salary)
# 运行出错，错误提示是：AttributeError: 'Employee' object has no attribute '_Employee__salary'，提示没有属性salary

除非把允许添加的属性（如’__salary’和’nickname’加入到__slot__变量内:

class Employee(object):
__slot__ = ('__fname', '__surname',’nickname’,’__salary‘) 
……
print(employee1.salary)		# 运行正常
setattr(‘employ1’,’nickname’,’Pikachu’)
print(employee1.nickname)	# 运行正常

添加成’salary’会出错：

class Employee(object):
__slot__ = ('__fname', '__surname',‘salary’) 
……
运行直接出错，错误提示：ValueError: 'salary' in __slots__ conflicts with class variable，提示salary与类已有变量冲突

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