Python object类中的特殊方法代码讲解

脚本专栏 2024/11/2 佚名

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python版本：3.8

class object:
 """ The most base type """

 # del obj.xxx或delattr(obj,'xxx')时被调用，删除对象中的一个属性
 def __delattr__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Implement delattr(self, name). """
 pass

 # 对应dir(obj)，返回一个列表，其中包含所有属性和方法名（包含特殊方法）
 def __dir__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Default dir() implementation. """
 pass

 # 判断是否相等 equal ，在obj==other时调用。如果重写了__eq__方法，则会将__hash__方法置为None
 def __eq__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return self==value. """
 pass

 # format(obj)是调用，实现如何格式化obj对象为字符串
 def __format__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Default object formatter. """
 pass

 # getattr(obj,'xxx')、obj.xxx时都会被调用，当属性存在时，返回值，不存在时报错（除非重写__getattr__方法来处理）。
 # 另外，hasattr(obj,'xxx')时也会被调用（估计内部执行了getattr方法）
 def __getattribute__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return getattr(self, name). """
 pass

 # 判断是否大于等于 greater than or equal，在obj>=other时调用
 def __ge__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return self>=value. """
 pass

 # 判断是否大于 greater than，在obj>other时调用
 def __gt__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return self>value. """
 pass

 # 调用hash(obj)获取对象的hash值时调用
 def __hash__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return hash(self). """
 pass

 def __init_subclass__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """
 This method is called when a class is subclassed.

 The default implementation does nothing. It may be
 overridden to extend subclasses.
 """
 pass

 # object构造函数，当子类没有构造函数时，会调用object的__init__构造函数
 def __init__(self): # known special case of object.__init__
 """ Initialize self. See help(type(self)) for accurate signature. """
 pass

 # 判断是否小于等于 less than or equal，在obj<=other时调用
 def __le__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return self<=value. """
 pass

 # 判断是否小于 less than，在obj<other时调用
 def __lt__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return self<value. """
 pass

 # 创建一个cls类的对象，并返回
 @staticmethod # known case of __new__
 def __new__(cls, *more): # known special case of object.__new__
 """ Create and return a new object. See help(type) for accurate signature. """
 pass

 # 判断是否不等于 not equal,在obj!=other时调用
 def __ne__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return self!=value. """
 pass

 def __reduce_ex__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Helper for pickle. """
 pass

 def __reduce__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Helper for pickle. """
 pass

 # 如果不重写__str__，则__repr__负责print(obj)和交互式命令行中输出obj的信息
 # 如果重写了__str__，则__repr__只负责交互式命令行中输出obj的信息
 def __repr__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return repr(self). """
 pass

 # 使用setattr(obj,'xxx',value)、obj.xxx=value是被调用（注意，构造函数初始化属性也要调用）
 def __setattr__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Implement setattr(self, name, value). """
 pass

 # 获取对象内存大小
 def __sizeof__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Size of object in memory, in bytes. """
 pass

 # 设置print(obj)打印的信息，默认是对象的内存地址等信息
 def __str__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
 """ Return str(self). """
 pass

 @classmethod # known case
 def __subclasshook__(cls, subclass): # known special case of object.__subclasshook__
 """
 Abstract classes can override this to customize issubclass().

 This is invoked early on by abc.ABCMeta.__subclasscheck__().
 It should return True, False or NotImplemented. If it returns
 NotImplemented, the normal algorithm is used. Otherwise, it
 overrides the normal algorithm (and the outcome is cached).
 """
 pass
 # 某个对象是由什么类创建的，如果是object，则是type类<class 'type'>
 __class__ = None
 # 将对象中所有的属性放入一个字典，例如{'name':'Leo','age':32}
 __dict__ = {}
 # 类的doc信息
 __doc__ = ''
 # 类属于的模块,如果是在当前运行模块，则是__main__，如果是被导入，则是模块名（即py文件名去掉.py）
 __module__ = ''

二、常用特殊方法解释

1.__getattribute__方法

1）什么时候被调用

这个特殊方法是在我们使用类的对象进行obj.属性名或getattr(obj,属性名)来取对象属性的值的时候被调用。例如：

class Foo(object):
 def __init__(self):
 self.name = 'Alex'

 def __getattribute__(self, item):
 print("__getattribute__ in Foo")
 return object.__getattribute__(self, item)


if __name__ == '__main__':
 f = Foo()
 print(f.name) # name属性存在 或者 getattr(f,name)
 print(f.age) # age属性不存在

不管属性是否存在，__getattribute__方法都会被调用。如果属性存在，则返回该属性的值，如果属性不存在，则返回None。

注意，我们在使用hasattr(obj,属性名)来判断某个属性是否存在时，__getattribute__方法也会被调用。

2）与__getattr__的区别

我们在类的实现中，可以重写__getattr__方法，那么__getattr__方法和__getattribute__方法有什么区别？

我们知道__getattribute__方法不管属性是否存在，都会被调用。而__getattr__只在属性不存在时调用，默认会抛出 AttributeError: 'Foo' object has no attribute 'age' 这样的错误，但我们可以对其进行重写，做我们需要的操作：

class Foo(object):
 def __init__(self):
 self.name = 'Alex'

 def __getattribute__(self, item):
 print("__getattribute__ in Foo")
 return object.__getattribute__(self, item)

 def __getattr__(self, item):
 print("%s不存在,但我可以返回一个值" % item)
 return 54


if __name__ == '__main__':
 f = Foo()
 print(f.name) # name属性存在
 print(f.age) # age属性不存在,但__getattr__方法返回了54，所以这里打印54。

返回结果：

__getattribute__ in Foo
Alex
__getattribute__ in Foo
age不存在,但我可以返回一个值
54

我们看到，f.name和f.age都调用了__getattribute__方法，但是只有f.age时调用了__getattr__方法。所以，我们可以利用__getattr__做很多事情，例如从类中的一个字典中取值，或者处理异常等。

2.__setattr__方法

当我们执行obj.name='alex'或setattr(obj,属性名,属性值)，即为属性赋值时被调用。

class Foo(object):
 def __init__(self):
  self.name = 'Alex'

 # obj.xxx = value时调用
 def __setattr__(self, key, value):
  print('setattr')
  return object.__setattr__(self, key, value)


if __name__ == '__main__':
 f = Foo()
 f.name = 'Jone' # 打印setattr
 print(f.name)

如果__setattr__被重写（不调用父类__setattr__的话）。则使用obj.xxx=value赋值就无法工作了。

特别注意，在类的构造函数中对属性进行初始化赋值时也是调用了该方法：

class Foo(object):
 def __init__(self):
  self.name = 'Alex' # 这里也要调用__setattr__
　　...

当我们需要重写__setattr__方法的时候，就要注意初始化时要使用object类的__setattr__来初始化：

class Local(object):
 def __init__(self):
  # 这里不能直接使用self.DIC={}，因为__setattr__被重写了
  object.__setattr__(self, 'DIC', {})

 def __setattr__(self, key, value):
  self.DIC[key] = value

 def __getattr__(self, item):
  return self.DIC.get(item, None)


if __name__ == '__main__':
 obj = Local()
 obj.name = 'Alex' # 向DIC字典中存入值
 print(obj.name) # 从DIC字典中取出值

3.__delattr__方法

这个方法对应del obj.属性名和delattr(obj,属性名)两种操作时被调用。即，删除对象中的某个属性。

if hasattr(f,'xxx'): # 判断f对象中是否存在属性xxx
 delattr(f, 'xxx') # 如果存在则删除。当xxx不存在时删除会报错
 # del f.xxx # 同上

4.__dir__方法

对应dir(obj)获取对象中所有的属性名，包括所有的属性和方法名。

f = Foo()
print(f.__dir__()) # ['name', '__module__', '__init__', '__setattr__', '__getattribute__', '__dir__', '__dict__', '__weakref__', '__doc__', '__repr__', '__hash__', '__str__', '__delattr__', '__lt__', '__le__', '__eq__', '__ne__', '__gt__', '__ge__', '__new__', '__reduce_ex__', '__reduce__', '__subclasshook__', '__init_subclass__', '__format__', '__sizeof__', '__class__']

返回一个列表。

5.__eq__和__hash__

__eq__是判断obj==other的时候调用的，默认调用的是object继承下去的__eq__。

f1 = Foo()
f2 = f1
print(f1 == f2) # True
print(f1 is f2) # True
print(hash(f1) == hash(f2)) # True

默认情况下，f1 == f2,f1 is f2,hash(f1)==hash(f2)都应该同时为True（或不相等，同为False）。

如果我们重写了__eq__方法，例如两个对象的比较变成比较其中的一个属性：

class Foo(object):
 def __init__(self):
  self.name = 'Alex' # 这里也要调用__
  self.ccc = object.__class__
 def __eq__(self, other):
  return self.name==other.name

即，如果self.name==other.name，则认为对象相等。

f1 = Foo()
f2 = Foo()
print(f1 == f2) # True
print(f1 is f2) # False
print(hash(f1) == hash(f2)) # 抛出异常TypeError错误

为什么hash会抛出异常，这是因为如果我们在某个类中重写了__eq__方法，则默认会将__hash__=None。所以，当我们调用hash(obj)时，__hash__方法无法执行。

总结：

当我们实现的类想成为不可hash的类，则可以重写__eq__方法，然后不重写__hash__，__hash__方法会被置None，该类的对象就不可hash了。

默认提供的__hash__方法（hash(obj)）对于值相同的变量（类型有限制，有些类型不能hash，例如List），同解释器下hash值相同，而不同解释器下hash值不同。所以，如果我们想要hash一个目标，应该使用hashlib模块。

hash和id的区别，理论上值相同的两个对象hash值应该相同，而id可能不同（必须是同一个对象，即内存地址相同，id才相同。id(obj)是obj的唯一标识。）

6.__gt__、__lt__、__ge__、__le__

这几个都是用于比较大小的，我们可以对其进行重写，来自定义对象如何比较大小（例如只比较对象中其中一个属性的值）。

7.__str__和__repr__

__str__用于定义print(obj)时打印的内容。

class Foo(object):
 def __init__(self):
  self.name = 'Alex'

 def __str__(self):
  return "我是Foo"


if __name__ == '__main__':
 f1 = Foo()
 print(f1) # 打印 我是Foo

在命令行下：

> class Foo(object):
...  def __str__(self):
...    return "我是Foo"
...
> f1 = Foo()
> print(f1)
我是Foo
> f1
<__main__.Foo object at 0x0000023BF701C550>

可以看到，使用__str__的话，print可以打印我们指定的值，而命令行输出则是对象的内存地址。

__repr__用于同时定义python命令行输出obj的内容，以及print(obj)的打印内容（前提是没有重写__str__）。

class Foo(object):
 def __init__(self):
  self.name = 'Alex'

 def __repr__(self):
  return "我是Foo"


if __name__ == '__main__':
 f1 = Foo()
 print(f1) # 打印 我是Foo

在命令行下：

> class Foo(object):
...  def __repr__(self):
...    return "我是Foo"
...
> f1 = Foo()
> print(f1)
我是Foo
> f1
我是Foo

可以看到，我们只重写了__repr__，但是print和直接输出都打印了我们指定的值。

当我们同时重写__str__和__repr__时：

> class Foo():
...  def __str__(self):
...    return "我是Foo---str"
...  def __repr__(self):
...    return "我是Foo---repr"
...
> f1 = Foo()
> print(f1)
我是Foo---str
> f1
我是Foo---repr

可以看到，在同时重写两个方法时，__str__负责print的信息，而__repr__负责命令行直接输出的信息。

8.__new__方法

9.__sizeof__方法

10.__class__、__dict__、__module__、__doc__属性

__class__：返回该生成该对象的类

print(f1.__class__) # <class '__main__.Foo'>

__dict__：返回该对象的所有属性组成的字典

print(f1.__dict__) # {'name': 'Alex'} 只有一个属性name

__module__：返回该对象所处模块

class Foo(object):
 def __init__(self):
  self.name = 'Alex'


if __name__ == '__main__':
 f1 = Foo()
 print(f1.__module__) # 打印__main__

如果该对象对应的类在当前运行的模块，则打印__main__。

import test3

f = test3.Foo()
print(f.__module__) # 打印test3

如果对象对应的类在其他模块，则打印模块名。

__doc__：类的注释

class Foo(object):
 """
 这是一个类，名叫Foo
 """
 def __init__(self):
  self.name = 'Alex'


if __name__ == '__main__':
 f1 = Foo()
 print(f1.__doc__) # 打印 这是一个类，名叫Foo

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