《Fluent Python》1：Python对象模型

2022-05-16 约 1544 字预计阅读 4 分钟次阅读

前言

Python的一致性（consistency）是很好的，这意味着如果你可以依据所熟悉的特性来类比新特性。

对象模型（Data Model）是构建Python大厦的框架，指包括了sequences，iterators，函数，类等在内的Python组织方式和操作方式。当你在实现自己的对象时，熟悉对象模型可以帮你简化开发，提升效率。

Pythonic?

通常在一个语言后面加ic表示符合这种语言的习惯的做法，可以理解为入乡随俗——如果你不这么做，不一定是错的，但是会让熟悉这门语言的人感到不舒服。比如我们说英式英语，在口音纯正的英国人听来就觉得很奇怪，发音不标准，正如很多歪果仁说中文一样，虽然没错，但总感觉音调之类不对劲。那么Pythonic就好像是你说Python这门语言所应该知道的一些惯例。（暂时没想到更好的表述）

Python的类通常有一些特殊方法，以双下划线开头结尾，它们由某些操作符触发，由语言本身隐式调用，可以类比C++的重载，比如a[x]会触发a.__getitem__()方法，当然也可以显式调用，不过为什么不用更方便和优雅的隐式调用呢？再比如a+b会调用a.__add__()等，这些就是所谓Pythonic的一部分。

例子：一个卡牌类

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import collections

Card = collections.namedtuple('Card', ['rank', 'suit'])

class FrenchDeck:
    ranks = [str(n) for n in range(2, 11)] + list('JQKA')
    suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()

    def __init__(self):
        self._cards = [Card(rank, suit) for suit in self.suits
                                        for rank in self.ranks]

    def __len__(self):
        return len(self._cards)

    def __getitem__(self, position):
        return self._cards[position]

正如上文所说，接下来我们就可以用下标来访问FrenchDeck类的成员，而不需要自己想一个名字，对使用者造成不必要的困扰（我应该用size()还是length()去获取它的长度呢？）

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>>> deck[0]
Card(rank='2', suit='spades')
>>> deck[-1]
Card(rank='A', suit='hearts')

更大的优势在于，一旦你遵循Python对象模型标准去设计你的类，就可以享受标准库提供的基于这些API的强大的众多API，比如只要实现了__getitem__()，就可以直接享受random.choise的红利而不需要自己实现。

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>>> from random import choice
>>> choice(deck)
Card(rank='3', suit='hearts')
>>> choice(deck)
Card(rank='K', suit='spades')

另外，实现了__len()__和_getitem__()，FrenchDeck就是可迭代的了，意味着我们可以在for中使用它，以及reserved(deck)（反序循环），sorted(deck)（不过需要自己提供一个排序函数）。

方法如何被调用

正如前文所说，特殊方法是由Python解释器负责调用的，并不需要你手动调用。

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from math import hypot

class Vector:

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

    def __repr__(self):
        return 'Vector(%r, %r)' % (self.x, self.y)

    def __abs__(self):
        return hypot(self.x, self.y)

    def __bool__(self):
        return bool(abs(self))

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

    def __mul__(self, scalar):
        return Vector(self.x * scalar, self.y * scalar)

重点讲几个方法，第一个__rper__()，这个是在交互式终端和调试器中，Python用来展示你的类的对象的方式，比如下面就会输出v1+v2的表示。

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>>> v1 = Vector(2, 4)
>>> v2 = Vector(2, 1)
>>> v1 + v2
Vector(4, 5)

类似地，__str__()方法是当这个类的对象被用于构造字符串类型时用的，另外会隐式地被print函数所调用，注意这两个函数还是有区别的。

__bool__()方法。默认地，用户自定义类的对象为true，但如果实现了__len__()，__bool__()方法，解释器就会通过这些方法去判断。优先级是__bool__() > __len__()。当你显示地调用bool(x)时，解释器会隐式调用__bool__()方法。

特殊方法总结

分两类，操作符和非操作符类的。

另，一个细节是当你调用len(x)，其实并不会invoke*（这个单词经常用，感觉挺正宗的，意思是调用、触发）*__len__()方法，这是出于效率的考虑。Python之禅讲到：Practically beats puricy，len方法为了效率，在CPython的实现中是直接从表示当前对象的结构体中读取的，为了实用性牺牲了纯粹性。

目录

《Fluent Python》1：Python对象模型

前言

Pythonic?

__方法__如何被调用

特殊方法总结

方法如何被调用