《学习 Python》第 5 版

第 30 章 操作符重载 操作符重载

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本章将继续深入探讨类的机制，重点是操作符重载。在前几章中，我们简要介绍了操作符重载；在这里，我们将补充更多细节，并介绍一些常用的重载方法。尽管我们不会逐一演示许多可用的运算符重载方法，但我们将在这里编码的那些方法是一个有代表性的样本，足以揭示 Python 类特性的可能性。

基础知识

实际上，"操作符重载 "仅仅意味着在类的方法中拦截内置的操作--当类的实例出现在内置操作中时，Python 会自动调用你的方法，而你的方法的返回值会变成相应操作的结果。下面回顾一下重载背后的主要思想：

• 操作符重载让类可以截取正常的 Python 操作。

• 类可以重载所有 Python 表达式运算符。

• 类还可以重载内置操作，如打印、函数调用、属性访问等。

• 重载使类实例更像内置类型。

• 重载是通过在类中提供特殊命名的方法来实现的。

换句话说，当类中提供了某些特殊命名的方法时，当类的实例出现在其关联表达式中时，Python 会自动调用它们。您的类将为由它创建的实例对象提供相应操作的行为。

我们已经了解到，运算符重载方法从来不是必需的，一般也没有缺省值（除了某些类从object 获取的少数几个方法）；如果你没有编写或继承一个运算符重载方法，这只意味着你的类不支持相应的操作。不过，如果使用了这些方法，类就可以模仿内置对象的接口，从而显得更加一致。

构造函数和表达式：__init__和__sub__

请看 下面的简单示例：它的Number 类编码在文件number.py 中，提供了一个拦截实例构造的方法 (__init__)，以及一个用于捕捉减法表达式的方法 (__sub__)。像这样的特殊方法是让您绑定到内置操作的钩子：

# File number.py

class Number:
    def __init__(self, start):                  # On Number(start)
        self.data = start
    def __sub__(self, other):                   # On instance - other
        return Number(self.data - other)        # Result is a new instance

>>> from number import Number                   # Fetch class from module
>>> X = Number(5)                               # Number.__init__(X, 5)
>>> Y = X - 2                                   # Number.__sub__(X, 2)
>>> Y.data                                      # Y is new Number instance
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正如我们已经学过的，在这段代码中看到的__init__ 构造函数方法是 Python 中最常用的运算符重载方法；它存在于大多数类中，用来使用传递给类名的任何参数初始化新创建的实例对象。__sub__ 方法扮演了第 27 章介绍中__add__ 的二进制运算符角色，它截取减法表达式并返回一个新的类实例作为其结果 (同时运行__init__ )。

备注

从技术上讲，实例创建首先触发__new__ 方法，该方法创建并返回新的实例对象，然后将其传入__init__ 进行初始化。由于__new__ 有一个内置的实现，而且只在非常有限的角色中重新定义，所以几乎所有的 Python 类都通过定义一个__init__ 方法来初始化。我们将在第 40 章 学习元类时看到__new__ 的一个用例；尽管很少见，但它有时也用于自定义创建不可变类型的实例。 ...