《Fluent Python》读书笔记——第一章Python数据模型

摘要

这一章主要通过几个例子向读者展示了怎么通过定义特殊方法，使自定义的数据类型可以表现的跟内置类型一样，写出更具有Python风格的代码。

示例1 一摞Python风格的纸牌

import collections

Card = collections.namedtuple('Card', ['rank', 'suit'])

class FrenchDeck:
    ranks = [str(n) for n in range(2, 11)] + list('JQKA')
    suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()
    
    def __init__(self):
        self._cards = [Card(rank, suit) for suit in self.suits
									    for rank in self.ranks]
    def __len__(self):
        return len(self._cards)
        
    def __getitem__(self, position):
        return self._cards[position]

由于定义了__len__方法，所以，当实例化一摞纸牌后，可以len()来查看这个摞纸牌有多少张。

	>>> deck = FrenchDeck()
	>>> len(deck)
	52

如果没有定义__len__方法，运行上述代码则会报错TypeError: object of type 'FrenchDeck' has no len()

同样的，由于定义了__getitem__这个特殊方法，可以使用deck[0]的方式从这摞扑克中抽取任意一张。

	>>> deck[0]
	Card(rank='2', suit='spades')
	>>> deck[1]
	Card(rank='3', suit='spades')

如果没有定义__getitem__个特殊方法，同样也会报错：TypeError: 'FrenchDeck' object is not subscriptable
同时由于实现了__getitem__方法，这摞扑克也变成可迭代的了，并且也支持切片操作。

>>> for card in deck: 
        print(card)
Card(rank='2', suit='spades')
Card(rank='3', suit='spades')
Card(rank='4', suit='spades')
...
>>> deck[:3]
[Card(rank='2', suit='spades'), Card(rank='3', suit='spades'),
Card(rank='4', suit='spades')]

通过实现 __len__ 和__getitem__这两个特殊方法， FrenchDeck就跟一个 Python 自有的序列数据类型一样，可以体现出 Python 的核心语言特性（例如迭代和切片）。同时这个类还可以用于标准库中诸如random.choice、 reversed 和 sorted 这些函数。

示例2 二维向量类

from math import hypot

class Vector:

    def __init__(self, x=0, y=0):
        self.x = x
        self.y = y
        
    def __repr__(self):
        return 'Vector(%r, %r)' % (self.x, self.y)
        
    def __abs__(self):
        return hypot(self.x, self.y)
        
    def __bool__(self):
        return bool(abs(self))
        
    def __add__(self, other):
        x = self.x + other.x
        y = self.y + other.y
        return Vector(x, y)
        
    def __mul__(self, scalar):
        return Vector(self.x * scalar, self.y * scalar)

__repr__

Python有一个内置的函数叫 repr，它能把一个对象用字符串的形式表达出来以便辨认，这
就是“字符串表示形式”。 repr 就是通过 __repr__ 这个特殊方法来得到一个对象的字符串
表示形式的。如果没有实现 __repr__，当我们在控制台里打印一个向量的实例时，得到的
字符串可能会是 。通过定义__repr__方法，我们就可以让这个对象的字符串表示形式显示成我们想要任何样子。

__repr__ 和 __str__ 的区别在于，后者是在 str() 函数被使用，或是在用 print 函数打印一个对象的时候才被调用的，并且它返回的字符串对终端用户更友好。如果你只想实现这两个特殊方法中的一个， __repr__ 是更好的选择，因为如果一个对象没有 __str__ 函数，而 Python 又需要调用它的时候，解释器会用 __repr__ 作为替代。

__add__ 和 __mul__

通过__add__和 __mul__，该向量类的实例化对象可以实现 + 和 * 。

更多的特殊方法可以参考python文档中的Data Model部分https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html

类别	方法名
字符串/字节序列表示形式	__repr__、__str__、 __format__、__bytes__
数值转换	__abs__、__bool__、__complex__、 __int__、__float__、 __hash__、__index__
集合模拟	__len__、__getitem__、__setitem__、 __delitem__、__contains__
迭代枚举	__iter__、__reversed__、__next__
可调用模拟	__call__
上下文管理	__enter__、__exit__
实例创建和销毁	__new__、__init__、__del__
属性管理	__getattr__、__getattribute__、__setattr__、 __delattr__、__dir__
属性描述符	__get__、__set__、__delete__
跟类相关的服务	__prepare__、__instancecheck__、__subclasscheck__