02 Python 魔法函数 和 元类

魔法函数

一个类中的魔法函数继承自 object 类
在Python的类中存在一些特殊的方法，这些方法都是 __方法__ 格式，这种方法在内部均有特殊的含义，接下来我们来讲一些常见的特殊成员：

• __init__，初始化方法

  class Foo(object):
      def __init__(self, name):
          self.name = name
  
  
  obj = Foo("小三")
  

• __new__，构造方法

  class Foo(object):
      def __init__(self, name):
          print("第二步：初始化对象，在空对象中创建数据")
          self.name = name
  
      def __new__(cls, *args, **kwargs):
          print("第一步：先创建空对象并返回")
          return object.__new__(cls)
          # return super().__new__(cls) # 官方文档 
  
  
  obj = Foo("小三")
  

  # 流程
  # __new__(cls, *args, **kwargs) 用于创建一个空对象 
  # __init__(self) 初始化对象， 在空对象中创建数据
  
  class A:
      def __init__(self, name, age):
          """ 
          	接收 __new__() 的返回值，当作参数传递到 self 中。
  			当 obj = A() 类被对象示例化时， 触发 __init__() 函数。
  		"""
          # print(self)
          print(self)
          print("init")
          print(name)
          print(age)
  
      def __new__(cls, *args, **kwargs):
          """ 
           	当类加() 执行时，触发 __new__() 方法 
          	cls:表示当前的类 例如 A()；本质是将 A 作为参数，传给 cls。
          	__new__ 函数的返回值是将 一个对象 作为 self 参数传入到 __init__(self) 函数中。
          """
          print(args)
          print(kwargs)
          print("new")
          print(cls.__name__)
          a = super().__new__(cls)
          print(a)
          return a
  
  
  # A("hello", age=10)
  # A.__new__(A, "hello", age=10)
  

• __call__

  class Foo(object):
      def __call__(self, *args, **kwargs):
          print("执行call方法")
  
  
  obj = Foo()
  obj()
  

• __str__

  class Foo(object):
  
      def __str__(self):
          return "哈哈哈哈"
  
  
  obj = Foo()
  data = str(obj)
  print(data)
  

• __dict__

  class Foo(object):
      def __init__(self, name, age):
          self.name = name
          self.age = age
  
  
  obj = Foo("小三",19)
  print(obj.__dict__)
  

• __getitem__、__setitem__、__delitem__

  class Foo(object):
  
      def __getitem__(self, item):
          pass
  
      def __setitem__(self, key, value):
          pass
  
      def __delitem__(self, key):
          pass
  
  
  obj = Foo("小三", 19)
  
  obj["x1"]
  obj['x2'] = 123
  del obj['x3']
  

• __enter__、__exit__

  class Foo(object):
  
      def __enter__(self):
          print("进入了")
          return 666
  
      def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
          print("出去了")
  
  
  obj = Foo()
  with obj as data:
      print(data)
  

  超前知识：数据连接，每次对远程的数据进行操作时候都必须经历。
  1.连接 = 连接数据库
  2.操作数据库
  3.关闭连接
  

  class SqlHelper(object):
  
      def __enter__(self):
          self.连接 = 连接数据库
          return 连接
  
      def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
          self.连接.关闭
  
          
          
  with SqlHelper() as 连接:
      连接.操作..
      
      
  with SqlHelper() as 连接:
      连接.操作...
  

  # 面试题（补充代码，实现如下功能）
  
  class Context:
      
      def do_something(self):
          print('内部执行')
  
  
  with Context() as ctx:
      print('内部执行')
      ctx.do_something()
  
  

  上下文管理的语法。

• __add__ 等。

  class Foo(object):
      def __init__(self, name):
          self.name = name
  
      def __add__(self, other):
          return "{}-{}".format(self.name, other.name)
  
  
  v1 = Foo("alex")
  v2 = Foo("sb")
  
  # 对象+值，内部会去执行 对象.__add__方法，并将+后面的值当做参数传递过去。
  v3 = v1 + v2
  print(v3)
  

• __iter__

  • 迭代器

    # 迭代器类型的定义：
        1.当类中定义了 __iter__ 和 __next__ 两个方法。
        2.__iter__ 方法需要返回对象本身，即：self
        3. __next__ 方法，返回下一个数据，如果没有数据了，则需要抛出一个StopIteration的异常。
    	官方文档：https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#iterator-types
            
    # 创建 迭代器类型 ：
    	class IT(object):
            def __init__(self):
                self.counter = 0
    
            def __iter__(self):
                return self
    
            def __next__(self):
                self.counter += 1
                if self.counter == 3:
                    raise StopIteration()
                return self.counter
    
    # 根据类实例化创建一个迭代器对象：
        obj1 = IT()
        
        # v1 = obj1.__next__()
        # v2 = obj1.__next__()
        # v3 = obj1.__next__() # 抛出异常
        
        v1 = next(obj1) # obj1.__next__()
        print(v1)
    
        v2 = next(obj1)
        print(v2)
    
        v3 = next(obj1)
        print(v3)
    
    
        obj2 = IT()
        for item in obj2:  # 首先会执行迭代器对象的__iter__方法并获取返回值，一直去反复的执行 next(对象) 
            print(item)
            
    迭代器对象支持通过next取值，如果取值结束则自动抛出StopIteration。
    for循环内部在循环时，先执行__iter__方法，获取一个迭代器对象，然后不断执行的next取值（有异常StopIteration则终止循环）。
    

  • 生成器

    # 创建生成器函数
        def func():
            yield 1
            yield 2
        
    # 创建生成器对象（内部是根据生成器类generator创建的对象），生成器类的内部也声明了：__iter__、__next__ 方法。
        obj1 = func()
        
        v1 = next(obj1)
        print(v1)
    
        v2 = next(obj1)
        print(v2)
    
        v3 = next(obj1)
        print(v3)
    
    
        obj2 = func()
        for item in obj2:
            print(item)
    
    如果按照迭代器的规定来看，其实生成器类也是一种特殊的迭代器类（生成器也是一个中特殊的迭代器）。
    

  • 可迭代对象

    # 如果一个类中有__iter__方法且返回一个迭代器对象 ；则我们称以这个类创建的对象为可迭代对象。
    
    class Foo(object):
        
        def __iter__(self):
            return 迭代器对象(生成器对象)
        
    obj = Foo() # obj是 可迭代对象。
    
    # 可迭代对象是可以使用for来进行循环，在循环的内部其实是先执行 __iter__ 方法，获取其迭代器对象，然后再在内部执行这个迭代器对象的next功能，逐步取值。
    for item in obj:
        pass
    

    class IT(object):
        def __init__(self):
            self.counter = 0
    
        def __iter__(self):
            return self
    
        def __next__(self):
            self.counter += 1
            if self.counter == 3:
                raise StopIteration()
            return self.counter
    
    
    class Foo(object):
        def __iter__(self):
            return IT()
    
    
    obj = Foo() # 可迭代对象
    
    
    for item in obj: # 循环可迭代对象时，内部先执行obj.__iter__并获取迭代器对象；不断地执行迭代器对象的next方法。
        print(item)
    

    # 基于可迭代对象&迭代器实现：自定义range
    class IterRange(object):
        def __init__(self, num):
            self.num = num
            self.counter = -1
    
        def __iter__(self):
            return self
    
        def __next__(self):
            self.counter += 1
            if self.counter == self.num:
                raise StopIteration()
            return self.counter
    
    
    class Xrange(object):
        def __init__(self, max_num):
            self.max_num = max_num
    
        def __iter__(self):
            return IterRange(self.max_num)
    
    
    obj = Xrange(100)
    
    for item in obj:
        print(item)
    

    class Foo(object):
        def __iter__(self):
            yield 1
            yield 2
    
    
    obj = Foo()
    for item in obj:
        print(item)
    

    # 基于可迭代对象&生成器 实现：自定义range
    
    class Xrange(object):
        def __init__(self, max_num):
            self.max_num = max_num
    
        def __iter__(self):
            counter = 0
            while counter < self.max_num:
                yield counter
                counter += 1
    
    
    obj = Xrange(100)
    for item in obj:
        print(item)
    

    常见的数据类型：

    v1 = list([11,22,33,44])
    
    v1是一个可迭代对象，因为在列表中声明了一个 __iter__ 方法并且返回一个迭代器对象。
    

    from collections.abc import Iterator, Iterable
    
    v1 = [11, 22, 33]
    print( isinstance(v1, Iterator) )  # false，判断是否是迭代器；判断依据是__iter__ 和 __next__。
    v2 = v1.__iter__()
    print( isinstance(v2, Iterator) )  # True
    
    
    
    v1 = [11, 22, 33]
    print( isinstance(v1, Iterable) )  # True，判断依据是是否有 __iter__且返回迭代器对象。
    
    v2 = v1.__iter__()
    print( isinstance(v2, Iterable) )  # True，判断依据是是否有 __iter__且返回迭代器对象。
    

元类

• 创建类的其他方法

class_name = "User"
class_base = (object, )
class_body = """
def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

def func(self):
    print(self.name)
"""

class_dict = {}
exec(class_body, globals(), class_dict)
print(class_dict)


class MyType(type):

    def __init__(self, class_name, class_bases=None, class_dict=None):
        super(MyType, self).__init__(class_name, class_bases, class_dict)

    def __call__(self, *args, **kwargs):

        obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)
        self.__init__(obj, *args, **kwargs)
        return obj


User = MyType(class_name, class_base, class_dict)
user_obj = User("hxc", 18)
print(user_obj.name)

• 元类是 创建类的类， 所有类的元类都是 type
• 人话：就是你创建一个类的时候，本质上是 type 帮你创建的这个类

class MyType(type):

    def __init__(self, class_name, class_bases=None, class_dict=None):
        super(MyType, self).__init__(class_name, class_bases, class_dict)  # 此处继承调用的是父类 type 中的 __init__ 方法

    def __call__(self, *args, **kwargs):		     # 当你申请对象时 就会触发此函数 object = ClassName()
        obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)    # 元类 type 中， 要求 __new__(self, *args, **kwargs) 是这种方式传参
        self.__init__(obj, *args, **kwargs)


class Foo(object):
    __metaclass__ = MyType  # Foo = MyType()

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__new__(cls)   # 父类创建的空对象 本身是一种数据结构，可以 对象.变量 = "value" 形式赋值


obj = Foo("hxc")  # obj = Foo("hxc") = MyType()("hxc")  此时触发 MyType 中的 __call__ 方法
print(obj.name)

# 代码执行顺序：
# 1 Foo("hxc")
# 2 __metaclass__ = MyType 相当于执行 Foo = MyType()
# 3 执行 MyType 中的 __init__ 函数 class_name:类名； class_bases:父类; class_dict: 名称空间
# 4 执行 MyType 中的 __call__ 函数 得到返回值 返回给对象 obj

标签：02,__,obj,Python,self,元类,print,class,def
来源： https://www.cnblogs.com/FutureHolmes/p/15347463.html