python 特殊屬性及方法詳細解析

2022-07-20 22:00:12

概述

在python中，以單下劃線開頭的（_a）的代表不能直接存取的類屬性，需通過類提供的介面進行存取，不能用“from xxx import *”而匯入，“單下劃線” 開始的成員變數叫做保護變數，意思是隻有類物件和子類物件自己能存取到這些變數；以雙下劃線開頭的（_ _a）代表類的私有成員，意思是隻有類物件自己能存取，連子類物件也不能存取到這個資料；以雙下劃線開頭和結尾的（_ _a_ _）代表python裡特殊方法專用的標識，如 _ _init_ _（）代表類別建構函式。

特殊屬性

1、 _ _ name _ _

如果是一個物件的呼叫，則表示類的名稱，而不是表示物件的名稱；如果當前模組被直接執行（主模組），_ _ name _ _ 儲存的是_ _ main _ _ ；如果當前模組是被呼叫的模組（被匯入），則_ _ name _ _儲存的是py檔名（模組名稱）。

1、表示物件的名稱

>>> class A(object):
	a = 1
	def __init__(self):
		self.b = 'c'
>>> a = A()
>>> A.__name__
'A'
>>> a.__name__
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#7>", line 1, in <module>
    a.__name__
AttributeError: 'A' object has no attribute '__name__'

2、表示_ _ main _ _函數的名稱，也就是程式的入口，類似於java中main函數

>>> __name__
'__main__'

3、如果當前模組被其他模組呼叫，則是當前模組的名稱

demo1.py

print(__name__)

demo2.py

import demo1

執行demo2.py檔案後，得到的結果為：

demo1

2、_ _ bases _ _ 和_ _ base _ _ 以及 _ _ mro _ _

_ _ bases _ _ 表示類的所有基礎類別；_ _ base _ _ 輸出類繼承的第一個父類別（類的基礎類別）； _ _ mro _ _ 輸出類的層次結構。

>>> class A:
    def __init__(self):
        self.a = 2

>>> class B(A):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.b = 3

>>> class C(A):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.c = 4

>>> class D(B, C):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.d = 5

>>> D.__bases__
(<class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>)
>>> D.__base__
<class '__main__.B'>
>>> D.__mro__
(<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)

3、_ _ class _ _

表示物件的型別，相當於type()函數。

>>> class A:
	def __init__(self):
		self.a = 2

>>> a = A()
>>> a.__class__
<class '__main__.A'>

4、_ _ dict _ _

表示物件和類的一些屬性，用一個字典儲存起來。

>>> class A:
	a = 1
	b = 2
	def __init__(self):
		self.c = 3
		self.d = 4

>>> a = A()
>>> a.__dict__
{'c': 3, 'd': 4}
>>> A.__dict__
mappingproxy({'__module__': '__main__', 'a': 1, 'b': 2, '__init__': <function A.__init__ at 0x000001CD66F6B8B0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None})

特殊方法

1、 _ _ subclasses _ _ ()

表示類的所有直接子類。

>>> class A:
	    def __init__(self):
	        self.a = 2

>>> class B(A):
	    def __init__(self):
	        super().__init__()
	        self.b = 3

>>> class C(A):
	    def __init__(self):
	        super().__init__()
	        self.c = 4

>>> class D(B, C):
	    def __init__(self):
	        super().__init__()
	        self.d = 5
        
>>> C.__subclasses__()
[<class '__main__.D'>]
>>> A.__subclasses__()
[<class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>]

2、_ _ new _ _ ()、 _ _ init _ _ ()和 _ _ del _ _ ()

_ _ new _ _ ()是一個靜態方法，用於根據型別建立範例。Python在呼叫 _ _ new _ _ ()方法獲得範例後，會呼叫這個範例的_ _ init _ _ ()方法，然後將最初傳給 _ _ new _ _ ()方法的引數都傳給 _ _ init _ _ ()方法。

_ _ init _ _ ()是一個實體方法，用來在範例建立完成後進行必要的初始化，該方法必須返回None。Python不會自動呼叫父類別的 _ _ init _ _ ()方法，這需要額外的呼叫：

super(C, self). _ _ init _ _ ()

_ _ new _ _ ()至少要有一個引數cls，代表要範例化的類，此引數在範例化時由Python直譯器自動提供；_ _ new _ _ ()必須要有返回值，返回範例化出來的範例，可以return父類別new出來的範例，或直接是object的new出來的範例。

>>> class A(object):
		def __new__(cls, *args, **kwargs):
			print("__new__")
			instance = object.__new__(cls)
			# 或者
			# instance = super().__new__(cls)
			return instance
	
		def __init__(self):
			print("__init__")

>>> a = A()
__new__
__init__

在GC之前，Python會呼叫這個物件的 _ _ del _ _ ()方法完成一些終止化工作。如果沒有 _ _ del _ _ ()方法，那麼Python不做特殊的處理；此外，Python無視_ _ del _ _ ()方法的返回值；Python不會自動呼叫父類別的 _ _ del _ _ ()方法，除非顯式呼叫；定義了 _ _ del _ _ ()方法的範例無法參與到迴圈GC中，所以對於這樣的範例應該避免迴圈參照；try/finally語句或with語句可能是比_ _ del _ _()更好的方式。

>>> class A(object):
	    def __new__(cls, *args, **kwargs):
	        print("__new__")
	        instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
	        return instance
	
	    def __init__(self):
	        print("__init__")
	
	    def __del__(self):
	        print("__del__")
	        
>>> a = A()
__new__
__init__
>>> del a
__del__

3、_ _ repr _ _ ()和 _ _ str _ _ ()

_ _ repr _ _ ()是一個 ”自我描述“ 的方法，也是Python類中的一個特殊方法，由object物件提供，由於object提供的這個 _ _ repr _ _ 方法總是返回一個物件，（類名 + obejct at + 記憶體地址），這個值並不能真正實現自我描述的功能，如果你想在自定義類中實現 “自我描述” 的功能，那麼必須重寫 _ _ repr _ _ 方法。_ _ repr _ _ ()方法返回的字串主要是面向直譯器的。

>>> class A(object):
	    def __repr__(self):
	        return "this is a class A"

>>> a = A()
>>> a
this is a class A
>>> print(a)
this is a class A
>>> str(a)
'this is a class A'

_ _ str _ _ ()與_ _ repr _ _ ()返回的詳盡的、準確的、無歧義的物件描述字串不同，_ _ str _ _ ()方法只是返回一個對應物件的簡潔的字串表達形式。如上程式碼所示，當_ _ str _ _ ()缺失時，Python會呼叫_ _ repr _ _ ()方法。

>>> class A(object):
	    def __str__(self):
	        return "this is a class A"

>>> a = A()
>>> a
<__main__.A object at 0x000001CF8C8F9640>
>>> print(a)
this is a class A
>>> str(a)
'this is a class A'

實際上_ _ str _ _ ()只是覆蓋了_ _ repr _ _ ()以得到更友好的使用者顯示。Python內建的str()函數，print(x)語句，都會呼叫物件的_ _ str _ _()方法。

>>> class A(object):
    def __repr__(self):
        return "class A"
    
    def __str__(self):
        return "this is a class A"

>>> a = A()
>>> a
class A
>>> print(a)
this is a class A
>>> str(a)
'this is a class A'

4、_ _ call _ _ ()

定義了該方法的物件可以像函數那樣被呼叫，因此被稱為可呼叫物件。

>>> class A(object):
	    def __init__(self):
	        self.a = 2
	
	    def __call__(self, b, *args, **kwargs):
	        c = b + self.a
	        return c
>>> a = A()
>>> a(3)
5

5、_ _ lt _ _ ()、_ _ le _ _ ()、_ _ gt _ _ ()、_ _ ge _ _ ()、_ _ eq _ _ ()、_ _ ne _ _ ()

當兩個物件x、y分別進行x<y、x<=y、x>y、x>=y、x==y和x!=y運算時，會呼叫對應的函數。

>>> class A(object):
	    def __init__(self, b):
	        self.b = b
	
	    def __lt__(self, other):
	        print("__lt__")
	        return self.b < other.b

>>> c = A(3)
>>> d = A(4)
>>> c < d
__lt__
True

6、_ _ hash _ _ ()

三種情形會呼叫__hash__()方法：1. 內建的hash()方法，2.作為字典的鍵時，3.作為集合的成員時；_ _ hash _ _ ()方法應該返回一個32位元長的整數，對與同一個物件，hash()方法應該總是返回相同的值；對於 x == y ，即使二者不屬於相同的型別，只要他們是可雜湊的（hashable），都應該確保得到 hash(x) == hash(y) ；

>>> class A(object):
	    def __init__(self, n):
	        self.n = n
	
	    def __eq__(self, other):
	        return self.n == other.n
	
	    def __hash__(self):
	        return random.randint(0, 10)


>>> a = A(3)
>>> b = A(3)
>>> a == b
True
# 雖然a == b返回結果為True，但是hash(a)和hash(b)返回結果不一樣，所以不能說這兩個物件是相同的。
>>> hash(a)
3
>>> hash(b)
5

_ _ eq _ _()正確的用法：

class A(object):
	def __init__(self, n):
	    self.n = n
	        
	def __hash__(self):
        return hash(id(self))
        
    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, self.__class__):
            return hash(id(self))==hash(id(other))
        else:
            return False

通過_ _ hash _ _ 返回一個int值，用來標記這個物件。對於類而言，如果沒有實現_ _ eq _ _ ()和 _ _ hash _ _ ()函數，那麼會自動繼承object._ _ hash _ _()。

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