面向對象之魔術方法

特殊屬性

查看屬性

__dir__：返回類或者對象的所有成員名稱列表，dir()即調用__dir__()，若提供__dir__()，則返回屬性的列表，否則會盡量從__dict__中收集多的信息

若dir([obj])參數obj包含__dir__()方法，該方法被調用。若參數obj不包含__dir__()方法，則將會收集盡量多的參數信息

對不同類型具有不同行為

若對象為模塊對象，返回的列表包含模塊的屬性名

若對象為類型或類對象，返回的列表包含類的屬性名、基類的屬性名

否則，返回列表包含對象的屬性名、類的屬性名、類的基類的屬性名

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魔術方法

分類

創建、初始化、銷毀

__init__、__del__

hash

bool

可視化

運算符重載

容器和大小

可調用對象

上下文管理

反射

描述器

其他

hash

hash的特點

固定大小

雪崩效應

單向不可逆

__hash__：內建函數hash()調用的返回值，返回一個整數，若定義該方法則該類的實例就可hash

__eq__：對應==，判斷兩個對象是否相等，返回bool值

__hash__僅返回一個hash值作為set或dict的key，但去重需要__eq__來判斷2個對象是否相等

hash值相等只是hash沖突，不能說明兩個對象相等

不可hash對象isinstan(obj,collections.Hashable) = False

__hash__ = None：設置類不能被hash

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bool

__bool__：內建函數bool()，或者對象放在邏輯表達式的位置，調用該函數返回bool值，沒定義__bool__()就找__len__()返回長度，長度非0為真，若__len__()也沒有定義，則所有實例均返回真

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可視化

__repr__：內建函數repr()對一個對象獲取字符串表達。調用__repr__方法返回字符串表達，若__repr__沒有定義，就直接返回object的內存地址信息

__str__：str()函數、內建函數format()、print()調用，需要返回對象的字符串表達。若未定義則調用__repr__返回字符串表達，__repr__未定義返回object的內存地址信息

__bytes__：bytes()函數調用，返回一個對象的bytes表達

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運算符重載

@functools.total_ordering裝飾器

__lt__，__le__，__eq__，__gt__，__ge__是比較大小必須實現的方法，但是全寫太麻煩，使用該裝飾器可簡化代碼

要求__eq__必須實現，剩余其他方法實現其一即可

缺點：引入了不需要的方法，影響性能

自己實現只需保證__eq__，__lt__或__gt__，__le__或__ge__五選三實現即可

容器

__len__：內建函數len()，返回對象的長度，若將對象當做容器類看，bool()函數調用時，若沒有__bool__()方法，則看__len__()是否存在，存在返回非0

__iter__：迭代容器時調用，返回一個新的迭代器對象

__contains__：in成員運算符，若未實現就調用__iter__方法遍歷

__getitem__：實現self[key]訪問。序列對象，key接受整數為索引或切片，對于set或dict，key為hashable，可以不存在KeyError異常

__setitem__：設置值

__missing__：字典或其子類使用__getitem__()調用時，key不存在執行該方法

可調用對象

__call__：類中定義一個該方法，實例就可像函數一樣調用

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上下文管理

當一個對象同時實現了__enter__()和__exit__()方法，它就屬于上下文管理的對象

__enter__：進入與此對象相關的上下文，若存在該方法，with語法會將該方法的返回值綁定到as字句中指定的變量上

__exit__()：退出與此對象相關的上下文

實例化對象時不會調用__enter__，進入with語句塊調用__enter__方法 –》執行語句體 –》離開with語句塊調用__exit__()方法

安全性

存在異常，enter和exit照樣執行，上下文管理是安全的

方法的參數

__enter__方法沒有參數

__exit__方法有3個參數，與異常相關，沒有異常則3個參數均為None

exc_type，異常類型

exc_value，異常的值

traceback，異常的追蹤信息

__exit__方法返回一個等效True的值，可以壓制異常，否則繼續拋出異常

應用場景

增強功能

在代碼執行的前后增加代碼，以增強其功能，類似裝飾器

資源管理

打開文件需要關閉

權限驗證

在執行代碼前做權限的驗證

contextlib.contextmanager

裝飾器，實現上下文管理，裝飾一個函數，而不用像類一樣實現__enter__()和__exit__()方法

對下面的函數有要求，必須有yield，必須返回一個生成器，且只有一個yield值

該裝飾器接收一個生成器對象作為參數

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若業務邏輯簡單可使用contextlib.contextmanager，若復雜，用類增加__enter__()和__exit__()方法更方便

反射

概述

運行時，區別于編譯時，指的是程序被加載到內存中執行的時候

反射，reflection，指的是運行時獲取類型定義信息

在Python中，能通過一個對象，找出其type、class、attribute或method的能力，稱為反射或自省

具有反射能力的函數：type()、isinstance()、callable()、dir()、getattr()

相關函數及方法

通過屬性字典__dict__可以訪問對象的屬性，本質上就是利用反射的能力

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這種動態增刪屬性的方式是運行時改變類或實例的方式，但裝飾器或Mixin在定義時就寫定了，反射具有更大的靈活性

反射相關魔術方法

__getattr__()：一個類的屬性會按照繼承關系查找屬性，若找不到，就會執行__getattr__()方法，如果沒有該方法，則拋出AttributeError

屬性查找順序：instance.__dict__ ——》 instance.__class__.__dict__ ——》繼承的祖先類（直到object）的__dict__ ——》找不到 ——》調用__getattr__()

__setattr__()：實例通過.點設置屬性，如self.x = x就會調用__setattr__()。若屬性要加到實例自己的__dict__中，就需要自己完成

__setattr__()方法可以攔截對實例屬性的增加、修改操作，若要設置生效，就需要自己操作實例的__dict__

__delattr__()：可以阻止通過實例刪除屬性的操作，但通過類依然可以刪除屬性

__getattribute__：實例的所有屬性訪問，都會第一個調用__getattribute__方法，它阻止了屬性的查找，該方法應該返回一個值（計算后的）或拋出一個AttributeError異常

該方法的return值將作為屬性查找的結果。如果拋出AttributeError，則會直接調用__getattr__方法，表示屬性沒有找到

__getattribute__方法中為了避免該方法出現無限遞歸，其實現應該永遠調用基類的同名方法以訪問需要的任何屬性

屬性查找順序：實例調用__getattribute__() ——》instance.__dict__——》instance.__class__.__dict__ ——》繼承的祖先類（直到object）的__dict__ ——》調用__getattr__()

描述器

class A含有__get__、__set__、__delete__方法中的任意一個，class B的類屬性x為class A的實例，對class B或B的實例的x屬性的讀取，成為對class A的實例的訪問，就會調用class A中的方法，只有類屬性是class A的實例才會調用class A中的方法

描述器的表現

3個魔術方法：__get__()、__set__()、__delete__()

方法簽名

object.__get__(self,instance,owner)

object.__set__(self,instance,value)

object.__delete__(self,instance)

其中，self指代當前實例，調用者；instance是owner的實例；owner是屬性所屬的類

描述器定義

一個類實現了__get__、__set__、__delete__三個方法中的任何一個，就是描述器

若僅實現__get__，即為非數據描述器non-data descriptor

同時實現__get__、__set__就是數據描述器data descriptor

若一個類的類屬性設置為描述器，則它被稱為owner屬主

屬性的訪問順序

數據描述器 ——》實例的__dict__ ——》非數據描述器

本質：若類屬性指代的是數據描述器，則實例中和類屬性同名的屬性將從__dict__中被刪除，造成數據描述器優先訪問的假象

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