python 重载一元运算符

本文讲述python如何实现重载运算符的，运算符重载的作用是让用户定义的对象使用中缀运算符（如 + 和 |）或一元运算符（如 和 ~）。说得宽泛一些，在Python 中，函数调用（()）、属性访问（.）和元素访问/ 切片 （[]）也是运算符，不过这里只讨论一元运算符和中缀运算符。

在某些圈子中，运算符重载的名声并不好。这个语言特性可能（已经）被滥用，让程序员 困惑，导致缺陷和意料之外的性能瓶颈。但是，如果使用得当，API 会变得好用，代码会 变得易于阅读。Python 施加了一些限制，做好了灵活性、可用性和安全性方面的平衡：
1、不能重载内置类型的运算符
2、不能新建运算符，只能重载现有的
3、某些运算符不能重载——is、and、or 和 not（不过位运算符 &、| 和 ~ 可以）

一元运算符

-（__neg__）  # 一元取负算术运算符。如果 x 是 -2，那么 -x == 2。

+（__pos__） # 一元取正算术运算符。通常，x == +x，但也有一些例外。如果好奇，下面具体讲解。

~（__invert__） # 对整数按位取反，定义为 ~x == -(x+1)。如果 x 是 2，那么 ~x == -3。

__abs__  #  abs() 函数返回数字的绝对值。

支持一元运算符很简单，只需实现相应的特殊方法。这些特殊方法只有一个参数，self。 然后，使用符合所在类的逻辑实现。不过，要遵守运算符的一个基本规则：始终返回一个 新对象。也就是说，不能修改 self，要创建并返回合适类型的新实例。

对 - 和 + 来说，结果可能是与 self 同属一类的实例。多数时候，+ 最好返回 self 的副本。 abs(…) 的结果应该是一个标量。但是对 ~ 来说，很难说什么结果是合理的，因为可能不是处理整数的位，例如在 ORM 中，SQL WHERE 子句应该返回反集。

 def __abs__(self): 
 	return math.sqrt(sum(x * x for x in self)) 

def __neg__(self): 
	# 为了计算 -v，构建一个新 Vector 实例，把 self 的每个分量都取反。 
	return Vector(-x for x in self) 

def __pos__(self): 
	# 为了计算 +v，构建一个新 Vector 实例，传入 self 的各个分量。
	return Vector(self) 

下面来看看：x 和 +x 何时不相等

每个人都觉得 x == +x，而且在 Python 中，几乎所有情况下都是这样。但是，在标准库中有两例 x != +x 的情况。

1，第一例与 decimal.Decimal 类有关。如果 x 是 Decimal 实例，在算术运算的上下文中创 建，然后在不同的上下文中计算 +x，那么 x != +x。例如，x 所在的上下文使用某个精 度，而计算 +x 时，精度变了，如示例 ：

"""
取+ 一元运算的俩个特例
"""
import decimal


if __name__ == '__main__':
    # 特例1：
    # 获取当前全局算术运算的上下文引用
    ctx = decimal.getcontext()
    # 把算术运算上下文的精度设为 40
    ctx.prec = 40
    # 使用当前精度计算 1/3
    one_third = decimal.Decimal('1') / decimal.Decimal('3')
    # 查看结果，小数点后有 40 个数字
    print(one_third)
    # one_third == +one_third 比较
    print(one_third == +one_third)
    # 把精度降低为 28，这是 Python 3.4 为 Decimal 算术运算设定的默认精度
    ctx.prec = 28
    # one_third == +one_third 比较
    print(one_third == +one_third)
    # 查看 +one_third，小数点后有 28 个数字。
    print(+one_third)

运行结果：

x != +x 的第二例在collections.Counter 的文档中，Counter 类实现了几个算术运算符，例如中缀 运算符 +，作用是把两个 Counter 实例的计数器加在一起。然而，从实用角度出发， Counter 相加时，负值和零值计数会从结果中剔除。而一元运算符 + 等同于加上一个空 Counter，因此它产生一个新的 Counter 且仅保留大于零的计数器。

"""
取+ 一元运算的俩个特例
"""
import decimal
from collections import Counter


if __name__ == '__main__':
    # 特例1：
    # 获取当前全局算术运算的上下文引用
    # ctx = decimal.getcontext()
    # 把算术运算上下文的精度设为 40
    # ctx.prec = 40
    # 使用当前精度计算 1/3
    # one_third = decimal.Decimal('1') / decimal.Decimal('3')
    # 查看结果，小数点后有 40 个数字
    # print(one_third)
    # one_third == +one_third 比较
    # print(one_third == +one_third)
    # 把精度降低为 28，这是 Python 3.4 为 Decimal 算术运算设定的默认精度
    # ctx.prec = 28
    # one_third == +one_third 比较
    # print(one_third == +one_third)
    # 查看 +one_third，小数点后有 28 个数字。
    # print(+one_third)
    # 特例2
    ct = Counter('abracadabra')
    print(ct)
    ct['r'] = -3
    ct['d'] = 0
    print(ct)
    print(+ct)

运行结果：