Chapter 26 Python魔术方法

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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：

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】

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：

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】

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：