Python3之运算符的重载

#运算符重载
让自定义类生成的对象能够使用运算符进行操作

作用：

• 让自定义类的实例像内建对象一样进行运算符操作
• 让程序简洁易读
• 对自定义对象将运算符赋予新的规则

####算数运算符的重载

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
add(self, rhs)	self + rhs	加法
sub(self, rhs)	self - rhs	减法
mul(self, rhs)	self * rhs	乘法
truediv(self, rhs)	self / rhs	除法
floordiv(self, rhs)	self // rhs	地板除
mod(self, rhs)	self % rhs	求余
pow(self, rhs)	self ** rhs	求幂运算

说明：运算符重载方法及参数已经有固定的含义，不建议改变原有的运算符的含义及参数的意义

举一个栗子：

class MyList:
    def __init__(self, iterable=()):
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList({})'.format(self.data)

    def __add__(self, rhs):
        return MyList(self.data + rhs.data)

    def __mul__(self, rhs):
        return MyList(self.data * rhs)

L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList([4, 5, 6])

L3 = L1 + L2
print(L3)  # MyList([1, 2, 3, 4, 5, 6])

L4 = L2 + L1
print(L4)  # MyList([4, 5, 6, 1, 2, 3])

L5 = L1 * 3
print(L5)  # MyList([1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3])

####反向运算符的重载
当运算符的左侧为内建类型时，右侧为自定义类型进行算数运算符运算时会出现TypeError错误，因无法修改内建类型的代码实现运算符操作，此时需要使用反序运算符操作。

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
radd(self, lhs)	lhs + self	加法
rsub(self, lhs)	lhs - self	减法
rtruediv(self, lhs)	lhs * self	除法
rfloordiv(self, lhs)	lhs / self	地板除
rmod(self, lhs)	lhs % self	求余
rpow(self, lhs)	lhs ** self	求幂运算

class MyList:
    def __init__(self, iterable=()):
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList({})'.format(self.data)

    def __mul__(self, rhs):
        print('__mul__被调用')
        return MyList(self.data * rhs)

    def __rmul__(self, lhs):
        print('__rmul__被调用')
        return MyList(self.data * lhs)

L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList([4, 5, 6])

L3 = 3 * L1  # 调用 __rmul__方法
print(L3)  # MyList([1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3])

L4 = L2 * 2  # 调用 __mul__方法
print(L4)  # MyList([4, 5, 6, 4, 5, 6])

####复合赋值算数运算符的重载
以 x += y为例，此运算符会优先调用x.iadd(y) 的方法，如果此方法不存在则会拆解为：x = x +ｙ，然后调用ｘ = x.add(y)方法，如果也不存在，则会触发TypeError类型的错误异常。

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
iadd(self, rhs)	self += rhs	加法
isub(self, rhs)	self -= rhs	减法
imul(self, rhs)	self *= rhs	乘法
itruediv(self, rhs)	self /= rhs	除法
ifloordiv(self, rhs)	self //= rhs	地板除
imod(self, rhs)	self %= rhs	求余
ipow(self, rhs)	self **= rhs	求幂运算

class MyList:
    def __init__(self, iterable=()):
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList({})'.format(self.data)

    def __add__(self, rhs):
        return MyList(self.data + rhs.data)
   
    def __iadd__(self, rhs):
        print('__iadd__被调用了')
        self.data += rhs.data
        return self

L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList([4, 5, 6])

L2 += L1  # 调用 __iadd__方法
print(L2)  # MyList([1, 2, 3, 4, 5, 6])

####比较运算符的重载

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
lt(self, rhs)	self < rhs	小于
le(self, rhs)	self <= rhs	小于等于
gt(self, rhs)	self > rhs	大于
ge(self, rhs)	self >= rhs	大于等于
eq(self, rhs)	self == rhs	等于
ne(self, rhs)	self != rhs	不等于

注：返回的是布尔值（True或False）

def __eq__(self, rhs):
    return self.__data == rhs.__data

s1 = OrderSet([1, 2, 3, 4])
if s1 == OrderSet([3, 4, 5]):
    print('s1 == OrderSet([3, 4, 5])')
else:
    print('s1 != OrderSet([3, 4, 5])')  

以上只是一部分代码

####位运算符重载

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
and(self, rhs)	self & rhs	位与
or(self, rhs)	self \ rhs(竖线)	位或
xor(self, rhs)	self ^ rhs	位异或
lshift(self, rhs)	self << rhs	左移
rshift(self, rhs)	self >> rhs	右移

class OrderSet:
    def __init__(self, iterable=()):
        self.__data = iterable

    def __repr__(self):
        return 'OrderSet({})'.format(self.__data)

    def __and__(self, rhs):
        r = set(self.__data) & set(rhs.__data)
        return OrderSet(list(r))

    def __or__(self, rhs):
        r = set(self.__data) | set(rhs.__data)
        return OrderSet(list(r))

    def __xor__(self, rhs):
        r = set(self.__data) ^ set(rhs.__data)
        return OrderSet(list(r))

s1 = OrderSet([1, 2, 3, 4])
s2 = OrderSet([3, 4, 5])
print(s1 & s2)  # OrderSet([3, 4])
print(s1 | s2)  # OrderSet([1, 2, 3, 4, 5])
print(s1 ^ s2)  # OrderSet([1, 2, 5])

####反向位运算符重载

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
rand(self, lhs)	lhs & self	位与
ror(self, lhs)	lhs \ self（竖线）	位或
rxor(self, lhs)	lhs ^ self	位异或
rlshift(self, lhs)	lhs << self	左移
rrshift(self, lhs)	lhs >> self	右移

####复合赋值位运算符重载

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
iand(self, rhs)	self &= rhs	位与
ior(self, rhs)	self = rhs(竖线)	位或
ixor(self, rhs)	self ^= rhs	位异或
ilshift(self, rhs)	self <<= rhs	左移
irshift(self, rhs)	self >>= rhs	右移

####一元运算符的重载

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
neg(self)	- self	负号
pos(self)	+ self	正号
invert(self)	~ self	取反

class MyList:
    def __init__(self, iterable=()):
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList({})'.format(self.data)

    def __neg__(self):
        G = [-x for x in self.data]
        return MyList(G)

L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5])
L2 = -L1
print(L2)  # MyList([-1, 2, -3, 4, -5])

####in / not in 运算符重载
格式：

def __contains__(self, e):
	语句块

def __contains__(self, item):
	return item in self.__data

s1 = OrderSet([1, 2, 3, 4])
if 2 in s1:
    print('2 in s1 为真')

####索引和切片运算符的重载方法
让自定义的类型的对象能够支持索引和切片的操作

方法名(双下划线显示不出来)	运算符和表达式	说明
getitem(self, i)	x = self[i]	索引或切片取值
setitem(self, i, v)	self[i] = v	设置索引或切片
delitem(self, i)	del self[i]	删除索引或切片

class MyList:
    def __init__(self, iterable=()):
        self.__data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList({})'.format(self.__data)

    def __getitem__(self, i):
        print('i的值是', i)  # i的值是 3
        return self.__data[i]

    def __setitem__(self, key, value):
        self.__data[key] = value

    def __delitem__(self, key):
        # del self.__data[key]
        self.__data.pop(key)

L1 = MyList([1, -2, 0, -4, 5])
x = L1[3]
print(x)  # 4
L1[3] = 2
print(L1)  # MyList([1, -2, 0, 2, 5])

del L1[2]
print(L1)  # MyList([1, -2, 2, 5])

print(L1[::2])  # i的值是 slice(None, None, 2)
                    # [1, 2]

slice构造函数：
作用：
用于创建一个slice对象，此对象用于切片操作的传值
格式：

slice(start=None, stop=None, step=None)

slice对象的实例属性
start 切片的起始值 默认为None
stop 切片的终止值 默认为None
step 切片的步长 默认为None

class MyList:
    def __init__(self, iterable=()):
        self.__data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return 'MyList({})'.format(self.__data)

    def __getitem__(self, i):
        print('i的值是', i)
        if type(i) is int:
            print('用户正在用索引取值:')
        elif type(i) is slice:
            print('用户正在用切片取值:')
            print('起始值是:', i.start)
            print('终止值是:', i.stop)
            print('步长值是:', i.step)
        elif type(i) is str:
            print('用户正在用字符串进行索引操作')
        return self.__data[i]

L1 = MyList([1, -2, 0, -4, 5])
print(L1[1:3:2])

结果：

i的值是 slice(1, 3, 2)
用户正在用切片取值:
起始值是: 1
终止值是: 3
步长值是: 2
[-2]

本节完