11个Python开发者必会的魔术方法（下）
大家好，我们接上文，继续讲解Python开发者必会的魔术方法。
6.__add__
现在思考一些在向量上执行的常见操作，添加对任意两个向量进行加减运算的魔术方法。如果直接尝试将两个向量对象相加，将遇到错误。添加一个__add__方法：
class Vector2D:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return f"Vector2D(x={self.x}, y={self.y})"
def __add__(self, other):
return Vector2D(self.x + other.x, self.y + other.y)
现在可以像这样将任意两个向量相加：
v1 = Vector2D(3, 5)
v2 = Vector2D(1, 2)
result = v1 + v2
print(result)
Output >>> Vector2D(x=4, y=7)
7、__sub__
接下来，添加一个__sub__方法来计算Vector2D类的任意两个对象之间的差值：
class Vector2D:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return f"Vector2D(x={self.x}, y={self.y})"
def __sub__(self, other):
return Vector2D(self.x - other.x, self.y - other.y)
v1 = Vector2D(3, 5)
v2 = Vector2D(1, 2)
result = v1 - v2
print(result)
Output >>> Vector2D(x=2, y=3)
8、__mul__
我们还可以定义一个__mul__方法来定义对象之间的乘法运算。
可以实现：
-
标量乘法：向量与标量的乘法。
-
内积：两个向量的点积。
class Vector2D:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return f"Vector2D(x={self.x}, y={self.y})"
def __mul__(self, other):
# Scalar multiplication
if isinstance(other, (int, float)):
return Vector2D(self.x * other, self.y * other)
# Dot product
elif isinstance(other, Vector2D):
return self.x * other.x + self.y * other.y
else:
raise TypeError("Unsupported operand type for *")
现在我们举几个例子，来看看__mul__方法的实际应用。
v1 = Vector2D(3, 5)
v2 = Vector2D(1, 2)
# 标量乘法
result1 = v1 * 2
print(result1)
# 点积
result2 = v1 * v2
print(result2)
Output >>>
Vector2D(x=6, y=10)
13
9、__getitem__
__getitem__魔术方法允许使用熟悉的方括号[]语法，对对象进行索引并访问属性或属性的片段。
对于Vector2D类的对象v：
-
v[0]：x坐标 -
v[1]：y坐标
如果尝试通过索引进行访问，将会遇到错误：
v = Vector2D(3, 5)
print(v[0],v[1])
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
in ()
----> 1 print(v[0],v[1])
TypeError: 'Vector2D' object is not subscriptable
让我们来实现__getitem__方法：
class Vector2D:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return f"Vector2D(x={self.x}, y={self.y})"
def __getitem__(self, key):
if key == 0:
return self.x
elif key == 1:
return self.y
else:
raise IndexError("Index out of range")
如下所示，现在可以使用索引访问元素了：
v = Vector2D(3, 5)
print(v[0])
print(v[1])
Output >>>
3
5
10、__call__
通过使用__call__方法，可以像调用函数一样调用对象。
在Vector2D类中，我们可以使用一个__call__方法来按给定系数缩放向量：
class Vector2D:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return f"Vector2D(x={self.x}, y={self.y})"
def __call__(self, scalar):
return Vector2D(self.x * scalar, self.y * scalar)
如果现在调用3，就会得到按3倍缩放的向量：
v = Vector2D(3, 5)
result = v(3)
print(result)
Output >>> Vector2D(x=9, y=15)
11、__getattr__
__getattr__方法用于获取对象特定属性的值。
对于这个示例，我们可以添加一个__getattr__魔术方法，当计算向量的幅值（L2-norm）时调用该方法：
class Vector2D:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return f"Vector2D(x={self.x}, y={self.y})"
def __getattr__(self, name):
if name == "magnitude":
return (self.x ** 2 + self.y ** 2) ** 0.5
else:
raise AttributeError(f"'Vector2D' object has no attribute '{name}'")
现在来验证一下是否能按预期工作：
v = Vector2D(3, 4)
print(v.magnitude)
Output >>> 5.0
综合上下两篇文章的内容，我们介绍了11个最常用的魔术方法。通过本文，可以学习如何向类中添加魔术方法来模拟内置函数的行为，创建一个自己的Python类，并根据所需的功能添加魔术方法。