Python操作符過載

可以根據所使用的運算元更改Python中運算子的含義。這種做法被稱為運算子過載。

Python作業系統適用於內建類。 但同一運算子的行為在不同的型別有所不同。 例如，+運算子將對兩個數位執行算術加法，合併兩個列表並連線兩個字串。

Python中的這個功能，允許相同的操作符根據上下文的不同，其含義稱為運算子過載。

那麼當將它們與使用者定義的類的物件一起使用時會發生什麼？ 考慮下面的類，它試圖模擬二維坐標系中的一個點。

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y

現在，執行程式碼，嘗試在Python shell中新增兩點。

>>> p1 = Point(2,3)
>>> p2 = Point(-1,2)
>>> p1 + p2
Traceback (most recent call last):
...
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Point' and 'Point'

Python中的特殊功能

以雙下劃線__開頭的類函式在Python中稱為特殊函式。 這是因為，它們是有特殊含義。 上面定義的__init__()函式是其中之一。 每次建立該類的新物件時都會呼叫它。 Python中有很多特殊功能。

使用特殊功能，可以使類與內建函式相容。

>>> p1 = Point(2,3)
>>> print(p1)
<__main__.Point object at 0x00000000031F8CC0>

但是如果列印不好或不夠美觀。可以在類中定義__str__()方法，可以控制它如何列印。 所以，把它新增到類中，如下程式碼 -

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)

現在再試一次呼叫print()函式。

>>> p1 = Point(2,3)
>>> print(p1)
(2,3)

當使用內建函式str()或format()時，呼叫同樣的方法。

>>> str(p1)
'(2,3)'

>>> format(p1)
'(2,3)'

所以，當執行str(p1)或format(p1)，Python在內部執行p1.__str__()。

在Python中過載+運算子

要過載+號，需要在類中實現__add__()函式。可以在這個函式裡面做任何喜歡的事情。 但是返回Point物件的坐標之和是最合理的。

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)

    def __add__(self,other):
        x = self.x + other.x
        y = self.y + other.y
        return Point(x,y)

現在讓我們再試一次執行上面的程式碼 -

>>> p1 = Point(2,3)
>>> p2 = Point(-1,2)
>>> print(p1 + p2)
(1,5)

實際發生的是，當執行p1 + p2語句時，Python將呼叫p1.__add__(p2)，之後是Point.__add__(p1，p2)。 同樣，也可以過載其他運算子。需要實現的特殊功能列在下面。

Python中的運算子過載特殊函式 -

在Python中過載比較運算子

Python不會限制操作符過載算術運算子。也可以過載比較運算子。

假設想在Point類中實現小於符號<比較運算。

比較這些來自原點的數值，並為此返回結果。 可以實現如下。

class Point:
    def __init__(self, x = 0, y = 0):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return "({0},{1})".format(self.x,self.y)

    def __lt__(self,other):
        self_mag = (self.x ** 2) + (self.y ** 2)
        other_mag = (other.x ** 2) + (other.y ** 2)
        return self_mag < other_mag

在Python shell中嘗試這些範例執行。

>>> Point(1,1) < Point(-2,-3)
True

>>> Point(1,1) < Point(0.5,-0.2)
False

>>> Point(1,1) < Point(1,1)
False

類似地，可以實現的特殊功能，以過載其他比較運算子，如下表所示。