python魔术方法大全——基础篇

见贤思齐

什么是魔术方法所谓魔法方法，它的官方的名字实际上叫specialmethod，是Python的一种高级语法，允许你在类中自定义函数，并绑定到类的特殊方法中。比如在类A中自定义__str__()函数，则在调用str(A())时，会自动调用__str__()函数，并返回相应的结果。docs.python.org/3/reference…我们常常看到的MagicMethods这个名字，在官方的文档里是没有出现过的。当然无论是magicmethods还是魔术方法，这些词都被广泛的使用着。所谓的魔术方法，是python提供的，让用户客制化一个类的方式，它顾名思义，就是定义在类里面的一些特殊的方法。这些specialmethod的特点，就是它的method的名字前后都有两个下划线，所以这些方法也被称为dundermethods。那包括这种前后两个下划线的形式，也叫做dunderscore，它的意思就是doubleunderscore。在我们平时写程序的时候，已经或多或少的接触过不少的魔术方法。比如：__init__就非常非常的常用。基础的魔术方法__new__和__init__首先，我们来聊一下__new__和__init__。这两个方法，可以让你改变从一个类建立一个对象时候的行为，这两个也比较容易被搞混。如果你不那么了解这两个方法的机制本身，你只需要记住，__new__是从一个class建立一个object的过程。而__init__是有了这个object之后，给这个object初始化的过程。classA:def__new__(cls,*args,**kwargs):print("__new__")returnsuper().__new__(cls,*args,**kwargs)def__init__(self):print("__init__")if__name__=='__main__':a=A()123456789101112输出结果为：__new____init__123我们可以看到__new__和__init__都被使用了。我们可以粗略的想象成：obj=__new__(A)__init__(obj)123如果我们在建立object的时候传入了参数，则参数既会传给__new__，也会传给__init__。在我们实际的应用中，__new__函数用到的是相对较少的。如果你不需要客制化建立这个object的过程，你只需要初始化这个object，你只需要用到__init__。那什么时候用__new__呢？比如说，我要创建一个单例，或者一些和metaclass有关的才会用到__new__函数。单例模式是指在整个应用程序中，某个类只能有一个实例存在，且该实例可以被任何模块访问到。这种模式的应用场景包括数据库连接池、日志对象等需要全局唯一性的对象。简单单例以下是一个简单的单例模式的示例代码：classSingleton:_instance=Nonedef__new__(cls):ifnotcls._instance:cls._instance=super().__new__(cls)returncls._instance12345678在这个例子中，我们定义了一个名为Singleton的类。它包含一个类变量_instance，该变量用于存储唯一实例的引用。在__new__方法中，我们检查_instance是否为None。如果是，则创建一个新的实例并将其分配给_instance。如果不是，则直接返回_instance，而不创建新的实例。通过这种方式，我们可以确保在应用程序中只有一个Singleton实例。要使用它，只需创建一个Singleton对象即可：s1=Singleton()s2=Singleton()print(s1iss2)#输出True12345以上代码输出结果为True，说明s1和s2引用的是同一个实例，即单例模式实现成功。__new__和元类（metaclass）在Python中，__new__()和元类(metaclass)之间有着紧密的联系，它们都是用来控制类的创建过程的。元类是Python中的一个高级特性，它允许我们在创建类的过程中动态地修改类。元类可以通过定义__new__()方法来控制类的实例化过程。在Python中，当我们通过class关键字定义一个新的类时，Python解释器会自动调用元类来实例化类对象。元类在实例化类对象之前，先调用类的__new__()方法来创建类的实例，然后再调用__init__()方法来初始化实例。在Python中，使用__call__()方法可以实现将类的实例对象作为函数调用的效果，类似于调用一个函数。当我们调用一个类的实例对象时，Python会自动调用这个实例对象的__call__()方法，从而实现了将类的实例对象作为函数调用的效果。通过在类的__call__()方法中间接调用类的__new__()方法和__init__()方法，可以实现单例模式。具体而言，每次调用类的实例对象时，都会先检查已经创建的实例对象是否存在，如果存在则直接返回该实例对象，如果不存在则通过调用__new__()方法和__init__()方法来创建一个新的实例对象，并将其存储下来。由于每次都返回同一个实例对象，因此实现了单例模式。以下是一个使用元类和__call__()方法实现单例模式的示例代码：classSingletonType(type):_instances={}def__call__(cls,*args,**kwargs):ifclsnotincls._instances:cls._instances[cls]=super().__call__(*args,**kwargs)returncls._instances[cls]classMyClass(metaclass=SingletonType):pass1234567891011在上述代码中，我们首先定义了一个元类SingletonType，这个元类重写了__call__()方法，用于控制类的实例化过程。在__call__()方法中，我们首先检查_instances字典中是否已经有该类的实例对象，如果已经存在，则直接返回该实例对象；如果不存在，则通过调用父类的__call__()方法创建一个新的实例对象，并将其存储到_instances字典中，然后返回该实例对象。接下来，我们定义了一个类SingletonClass，并将其元类设置为SingletonType。由于SingletonType的__call__()方法控制着SingletonClass的实例化过程，因此每次创建SingletonClass的实例对象时，都会经过SingletonType的__call__()方法来进行处理，从而实现了单例模式。下面是一个示例，演示了如何使用SingletonClass类来创建实例：a=SingletonClass()b=SingletonClass()print(aisb)#True12345由于SingletonClass类是一个单例类，因此a和b都是同一个实例对象，所以aisb的结果为True。所以必要时，我们可以通过元类和__new__方法来控制类的创建过程。__new__是创建object，因此它是有返回值的，必须返回这个object。而__init__没有返回值,__init__函数里面的self就是你要初始化的对象。__del____del__()是delete的缩写，这是析构魔术方法。当一块空间没有了任何引用时默认执行__del__回收这个类地址，一般我们不自定义__del__，有可能会导致问题触发时机：当对象被内存回收的时候自动触发，有下面两种情况：页面执行完毕回收所有变量当多个对象指向同一地址，所有对象被del的时候功能：对象使用完毕后资源回收参数：一个self接受对象返回值：无注意：程序自动调用__del__()方法，不需要我们手动调用。python中对象的释放是比较复杂的。__del__和关键字del是没有关系的，我们看到delo没有触发__del__。__del__()和del关键字是两个不同的概念，虽然它们都与对象的销毁相关。del是Python的一个关键字，用于删除变量或对象的引用。当我们执行delobj语句时，Python会将对象obj的引用计数减1，如果引用计数为0，则对象被销毁。del关键字并不会直接调用对象的__del__()方法，它只是将对象的引用计数减1，由Python自动决定是否调用__del__()方法。__del__()方法是一个特殊方法，用于在对象被销毁时执行一些清理任务。当对象的引用计数为0时，Python会自动调用该对象的__del__()方法进行清理。__del__()方法在对象被销毁前最后一次被调用，我们可以在这个方法中执行一些需要进行清理的操作，如释放资源、关闭文件等。需要注意的是，__del__()方法不是必须的，大多数情况下，Python会自动处理对象的销毁和内存管理，我们不需要手动定义__del__()方法。如果我们确实需要进行一些特殊的清理任务，应该尽量避免使用__del__()方法，而是使用上下文管理器、with语句等方式来管理资源和清理任务。__repr__和__str____repr__(self)和__str__(self)都是用于返回对象的字符串表示形式，但它们的用途不同。__repr__(self)主要用于调试和开发，而__str__(self)则主要用于用户友好的输出。举个例子，考虑下面的Python类：classPerson:def__init__(self,name,age):self.name=nameself.age=agedef__repr__(self):returnf"Person(name={self.name},age={self.age})"def__str__(self):returnf"{self.name}is{self.age}yearsold"123456789101112在这个例子中，__repr__返回一个类似于构造函数调用的字符串，用于显示对象的内部状态。而__str__则返回一个可读的字符串，用于显示对象的外部状态。例如：>>>person=Person("Alice",25)>>>print(person)#调用__str__Aliceis25yearsold>>>person#调用__repr__Person(name=Alice,age=25)123456这样，在调试和开发时，我们可以使用__repr__方法来查看对象的内部状态，而在用户友好的输出中使用__str__方法来提供易于理解的字符串表示形式。在实际使用中，我们可以通过内置函数repr()和str()来分别获取对象的__repr__和__str__表示形式。例如：p=Person("Alice",25)print(repr(p))#Person('Alice',25)print(str(p))#Alice(25yearsold)12345__repr__()是__str__()的“备胎”，如果找不到__str__()就会找__repr__()方法。%r默认调用的是__repr__()方法，%s调用__str__()方法__formate____format__方法是Python中用于格式化对象输出的特殊方法。它可以让我们在使用字符串格式化方法（如str.format()、f-string等）输出对象时自定义输出格式。__format__方法有两个参数，分别为格式字符串和格式参数。格式字符串用于指定输出格式，格式参数则是要输出的参数值。其中，格式字符串是一个包含格式说明符的字符串，可以使用大括号{}来指定要输出的参数，并在大括号中使用冒号:来指定参数的格式。下面是一个简单的例子，展示如何在类中定义__format__方法来控制输出格式：classPoint:def__init__(self,x,y):self.x=xself.y=ydef__format__(self,format_spec):ifformat_spec=="r":returnf"({self.y},{self.x})"else:returnf"({self.x},{self.y})"p=Point(1,2)print("Formattedpoint:{:r}".format(p))123456789101112131415在上面的例子中，我们定义了一个Point类，包含x和y两个属性。我们在类中定义了__format__方法，用于控制输出格式。如果格式字符串为"r"，则输出(y,x)的格式；否则输出(x,y)的格式。在最后一行，我们使用str.format()方法并传入"!r"参数来触发__format__方法，输出结果为Formattedpoint2,1)。需要注意的是，如果我们定义了__format__方法，但在格式字符串中没有使用相应的格式说明符，那么__format__方法将不会被调用。此外，我们还可以在类中定义其他特殊方法来控制对象的输出格式，例如__str__、__repr__等。如果你对Python感兴趣，想要学习python，这里给大家分享一份Python全套学习资料，都是我自己学习时整理的，希望可以帮到你，一起加油！😝有需要的小伙伴，可以点击下方链接免费领取或者V扫描下方二维码免费领取🆓Python全套学习资料1️⃣零基础入门①学习路线对于从来没有接触过Python的同学，我们帮你准备了详细的学习成长路线图。可以说是最科学最系统的学习路线，你可以按照上面的知识点去找对应的学习资源，保证自己学得较为全面。②路线对应学习视频还有很多适合0基础入门的学习视频，有了这些视频，轻轻松松上手Python~③练习题每节视频课后，都有对应的练习题哦，可以检验学习成果哈哈！2️⃣国内外Python书籍、文档①文档和书籍资料3️⃣Python工具包+项目源码合集①Python工具包学习Python常用的开发软件都在这里了！每个都有详细的安装教程，保证你可以安装成功哦！②Python实战案例光学理论是没用的，要学会跟着一起敲代码，动手实操，才能将自己的所学运用到实际当中去，这时候可以搞点实战案例来学习。100+实战案例源码等你来拿！③Python小游戏源码如果觉得上面的实战案例有点枯燥，可以试试自己用Python编写小游戏，让你的学习过程中增添一点趣味！4️⃣Python面试题我们学会了Python之后，有了技能就可以出去找工作啦！下面这些面试题是都来自阿里、腾讯、字节等一线互联网大厂，并且有阿里大佬给出了权威的解答，刷完这一套面试资料相信大家都能找到满意的工作。5️⃣Python兼职渠道而且学会Python以后，还可以在各大兼职平台接单赚钱，各种兼职渠道+兼职注意事项+如何和客户沟通，我都整理成文档了。上述所有资料⚡️，朋友们如果有需要的，可以扫描下方👇👇👇二维码免费领取🆓