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Chapter 26 Python魔术方法

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文章目录

  • 前言
  • 一、什么是魔术方法?
  • 二、常见的魔术方法
    • ① __init__构造方法
    • ② __str__字符串方法
    • ③ __lt__比较方法
    • ④ __le__比较方法
    • ⑤ __eq__比较方法


前言

本章将详细讲解 Python 的魔术方法,包括其定义以及一些常见的具体实现。


本篇文章参考:黑马程序员

一、什么是魔术方法?

①定义
在Python中,魔术方法(也称为特殊方法或双下方法)是以双下划线开始和结束的方法。这些方法提供了对Python内置操作的自定义实现,从而允许用户控制对象的行为。魔术方法通常不直接调用,而是由Python在特定操作中自动调用。

②作用

  • 简化代码
  • 增强对象行为
  • 提供方便的接口
  • 增强可读性和可维护性
  • 实现对象之间的灵活交互

魔术方法是 Python 中强大而灵活的功能,使得自定义类能够与语言中的基本特性和运算符无缝集成。它们不仅提升了代码的可读性和可维护性,还遵循了面向对象编程的原则,为开发人员提供了更多的设计自由。

二、常见的魔术方法

常见的魔术方法:
在这里插入图片描述

① __init__构造方法

class Student:name=None          # 记录学生姓名gender=None        # 记录学生性别age=None           # 记录学生年龄stu_1=Student()
stu_1.name="小明"
stu_1.gender="男"
stu_1.age="15"stu_2=Student()
stu_2.name="小红"
stu_2.gender="女"
stu_2.age="18"

在上面这段代码中,为对象的属性赋值需要依次进行,略显繁琐。

思考:那有没有更加高效的方式能够一行代码就完成呢?Student()这个括号能否像函数(方法)那样,通过传参的形式对属性赋值呢?
答:可以,需要使用__init__()方法。

定义:
在Python中,构造方法是一种特殊的方法,用于初始化对象的属性。构造方法的名称是 __init__()。它在创建对象时自动调用。通过构造方法,可以为新创建的对象设置初始状态或属性值。

作用:

  • 构建类对象的时候会自动运行
  • 构建类对象的传参会传递给构造方法,借此特性可以给成员变量赋值

注意事项:

  • 构造方法也是成员方法,不要忘记在参数列表中提供self关键字
  • 在构造方法内定义成员变量,需要使用self关键字
class Student:def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=telprint("Student类创建了一个类对象")stu=Student("小明","18","13426272890")
print(stu.name)
print(stu.age)
print(stu.tel)

输出结果:
Student类创建了一个类对象
小明
18
13426272890

【分析】
在这里插入图片描述
self.name = name这行代码的作用是将参数 name 的值赋给对象的 name 属性,确保每个 Student 对象都有自己的 name。

  • self 是对象的实例,指向当前创建的对象
  • self.name 是对象的属性(实例变量),用于存储学生的名字
  • name 是构造方法的参数,即在创建对象时传入的值

② __str__字符串方法

__str__字符串方法可返回对象的字符串表示,通常用于使用print()函数时。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=telstu=Student("小明","18","13456789021")
print(stu)
print(str(stu))

输出结果:
<main.Student object at 0x000001C3F0FEA030>
<main.Student object at 0x000001C3F0FEA030>

当类的对象被转换为字符串时,通常输出的是内存地址,这样的表示并没有太大意义。为了提供更有用的信息,我们可以通过定义 __str__字符串方法来控制对象在转换为字符串时的行为。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=tel# __str__魔术方法def __str__(self):return f"Student类对象,姓名:{self.name},年龄:{self.age},电话:{self.tel}"stu=Student("小明","18","13456789021")
print(stu)
print(str(stu))

输出结果:
Student类对象,姓名:小明,年龄:18,电话:13456789021
Student类对象,姓名:小明,年龄:18,电话:13456789021

③ __lt__比较方法

__lt__比较方法用于定义小于 (<) 运算符的行为,当你用 a < b 进行比较时,实际上会调用 a __lt__(b),返回一个布尔值 (True 或 False)。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=telstu1=Student("小明","18","13456789021")
stu2=Student("小红","17","13786789021")
print(stu1<stu2)

输出结果:
在这里插入图片描述
直接对两个对象进行比较是不可行的,但如果在类中实现 __lt__方法,就可以使用小于符号进行比较。同时,根据定义的逻辑,也可以实现大于符号的比较。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=tel# __lt__魔术方法def __lt__(self, other):return self.age<other.agestu1=Student("小明","18","13456789021")
stu2=Student("小红","17","13786789021")
print(stu1<stu2)
print(stu1>stu2)

输出结果:
False
True

【分析】
在这里插入图片描述
return self.age < other.age 这行代码执行实际的比较。 self 表示调用该方法的对象实例; other 表示与 self 进行比较的另一个对象实例。如果 self 对象的 age 小于 other对象的 age,那么返回 True;否则返回 False。

④ __le__比较方法

__le__比较方法用于定义小于或等于 (<=) 运算符的行为,你用 a <= b 进行比较时,会调用 a __le__(b),返回一个布尔值 (True 或 False)。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=tel# __le__魔术方法def __le__(self, other):return self.age<=other.agestu1=Student("小明","18","13456789021")
stu2=Student("小红","17","13786789021")
print(stu1<=stu2)
print(stu1>=stu2)

输出结果:
False
True

⑤ __eq__比较方法

__eq__比较方法用于定义相等 (==) 运算符的行为,当你用 a == b 进行比较时,会调用 a __eq__(b), 返回值为布尔值 (True 或 False)。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=telstu1=Student("小明","18","13456789021")
stu2=Student("小红","17","13786789021")
print(stu1==stu2)

输出结果:
False

在 Python 中,使用== 运算符比较对象时,默认情况下比较的是对象的内存地址,而不是其内容。所以== 运算符判断的是两个对象是否是同一个实例。因为 stu1 和 stu2 是两个不同的 Student 实例,它们在内存中占用不同的空间。因此,它们的内存地址不同,比较结果为 False。

实现 __eq__比较方法,我们可以根据对象的属性自定义相等性判断。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=tel# __eq__魔术方法def __eq__(self, other):return self.age <= other.agestu1=Student("小明","18","13456789021")
stu2=Student("小红","17","13786789021")
stu3=Student("小齐","17","13786745521")
print(stu1==stu2)
print(stu2==stu3)

输出结果:
False
True

【例题】
开学了有一批学生信息需要录入系统,请设计一个类,记录学生的姓名、年龄、电话这3类信息。要求通过for循环,配合input输入语句,并使用构造方法,完成学生信息的键盘录入。输入完成后,使用print语句,完成信息的输出。

class Student:# 构造方法def __init__(self,name,age,tel):self.name=nameself.age=ageself.tel=tel# 魔法方法,用于定义对象的字符串表示形式def __str__(self):return f"【学生姓名:{self.name},学生年龄:{self.age},学生电话:{self.tel}】"total_students=int(input("请输入需要录入的学生总数:"))
students=[]
# for循环,用于迭代一个由 range 生成的序列。
# range(total_students): range 函数生成一个从 0 到 total_students - 1 的整数序列
# 比如,如果 total_students 是 2,那么 range(2) 会生成 [0, 1]
for i in range(total_students):print(f"当前录入第{i+1}位学生信息,总共需录入{total_students}位学生信息")name=input("请输入学生姓名:")age=input("请输入学生年龄:")tel=input("请输入学生电话:")student=Student(name,age,tel)students.append(student)print(f"学生{i+1}信息录入完成,信息为{student}")print("所有学生信息录入完成,信息如下:")
for student in students:print(student)

输出结果示例:
在这里插入图片描述

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