Python 类对象

Python 类对象

经典迭代器

  • 可迭代对象的定义： 使用内置的iter可以获取迭代器的对象。如果对象实现了能返回迭代器的__iter__方法，那么对象就是可迭代的。序列都可以迭代。实现了__getitem__方法，而且接受从0开始的索引，这种对象也是可以迭代的。

  • 可迭代对象与迭代器之间的关系：Python从可迭代对象中获取迭代器。

import re
import reprlibRE_WORD = re.compile(r'\w+')class SentenceV2:def __init__(self, text):self.text = textself.words = RE_WORD.findall(text)def __repr__(self):return f'Sentence({reprlib.repr(self.text)})'def __iter__(self):# 返回一个迭代器return SentenceIterator(self.words)class SentenceIterator:def __init__(self, words):self.words = words  # 初始化索引self.index = 0def __next__(self):try:word = self.words[self.index]except IndexError:raise StopIteration()self.index += 1return worddef __iter__(self):  return self
  • 可迭代对象有一个__iter__方法，每次都实例化一个新迭代器。
  • 迭代器要实现__next__方法，返回单个元素，此外还要实现__iter__方法，返回迭代器本身。
  • 迭代器也是可迭代对象，但是可迭代对象不是迭代器。
生成器函数
import re
import reprlibRE_WORD = re.compile(r'\w+')class SentenceV3:def __init__(self, text):self.text = textself.words = RE_WORD.findall(text)def __repr__(self):return 'Sentence(%s)' % reprlib.repr(self.text)def __iter__(self):for word in self.words:# 产生当前的wordyield wordclass ArithmeticProgression:def __init__(self, begin, step, end=None):self.begin = beginself.step = stepself.end = end  # None -> "infinite" seriesdef __iter__(self):result_type = type(self.begin + self.step)result = result_type(self.begin)forever = self.end is Nonewhile forever or result < self.end:yield resultresult += self.step

只要Python函数的主体中有yield关键字，该函数就是生成器函数。调用生成器函数，返回一个生成器对象。

生成器工作原理：

  1. 生成器函数创建一个生成器对象，包装生成器函数的主体。
  2. 把生成器对象传给next()函数时，生成器函数提前执行函数主体中的下一个yield语句，返回产出的值，并在函数主体的当前位置暂停。
  3. 函数的主体返回时，Python创建的外层生成器对象抛出StopIteration异常。

上下文管理器

import sysclass LookingGlass:def __enter__(self):self.original_write = sys.stdout.write# 打上猴子补丁sys.stdout.write = self.reverse_writereturn 'JABBERWOCKY'def reverse_write(self, text):# 反转参数的内容self.original_write(text[::-1])def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):# 将原来的方法还原sys.stdout.write = self.original_writeif exc_type is ZeroDivisionError:print('Please DO NOT divide by zero!')return True

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Vector2d

from array import array 
import math class Vector2d: typecode = 'd'  def __init__(self, x, y): self.x = float(x)    self.y = float(y) # 可以解包 v = Vector2d(2,2)# x,y = vdef __iter__(self): return (i for i in (self.x, self.y))  # print返回def __repr__(self): class_name = type(self).__name__ return '{}({!r}, {!r})'.format(class_name, *self)  def __str__(self): # 调用__iter__return str(tuple(self))  def __bytes__(self): return (bytes([ord(self.typecode)]) +  bytes(array(self.typecode, self)))  # 判断Vector2d是否相等def __eq__(self, other): return tuple(self) == tuple(other) def __abs__(self): return math.hypot(self.x, self.y)def __bool__(self): return bool(abs(self))

格式化显示

>>> format(42, 'b') 
'101010' 
>>> format(2 / 3, '.1%') 
'66.7%'
# datetime类重构了__format__方法
>>> from datetime import datetime 
>>> now = datetime.now() 
>>> format(now, '%H:%M:%S') 
'18:49:05' 
>>> "It's now {:%I:%M %p}".format(now) 
"It's now 06:49 PM"

 def __format__(self, fmt_spec=''): components = (format(c, fmt_spec) for c in self)  return '({}, {})'.format(*components)  

>>> v1 = Vector2d(3, 4) 
>>> format(v1) 
'(3.0, 4.0)' 
>>> format(v1, '.2f') 
'(3.00, 4.00)' 
>>> format(v1, '.3e') 
'(3.000e+00, 4.000e+00)'

可哈希的

为了把 Vector2d 实例变成可哈希的，必须实现 hash 方法 （还需要 eq 方法，前面已经实现了）。此外，还要让向量实例 不可变

class Vector2d: typecode = 'd' def __init__(self, x, y): self.__x = float(x)  self.__y = float(y) @property  def x(self): return self.__x @property  def y(self): return self.__y def __hash__(self): return hash((self.x, self.y))

使用 slots 节省空间

默认情况下，Python 把各个实例的属性存储在一个名为 dict 的字典中字典消耗的内存很多。但是，如果定义一个名为 slots 的类属性，以序列的形式 存储属性名称，那么 Python 将使用其他模型存储实例属性： slots 中的属性名称存储在一个隐藏的引用数组中，消耗的内 存比字典少。

>>> class Pixel: 
...     __slots__ = ('x', 'y')  
... 
>>> p = Pixel()  
>>> p.__dict__  
Traceback (most recent call last): ... 
AttributeError: 'Pixel' object has no attribute '__dict__' 
>>> p.x = 10 
>>> p.y = 20 
# 不允许添加其他属性
>>> p.color = 'red' 
Traceback (most recent call last): ... 
AttributeError: 'Pixel' object has no attribute 'color'

Vector

多维向量

>>> Vector([3.1, 4.2]) 
Vector([3.1, 4.2]) 
>>> Vector((3, 4, 5)) 
Vector([3.0, 4.0, 5.0]) 
>>> Vector(range(10)) 
Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])

from array import array 
import reprlib 
import math class Vector: typecode = 'd' def __init__(self, components): self._components = array(self.typecode, components) def __iter__(self): return iter(self._components) def __repr__(self): # 替换为省略号# 返回array('d', [0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])components = reprlib.repr(self._components)  components = components[components.find('['):-1]  return f'Vector({components})' def __str__(self): return str(tuple(self)) def __bytes__(self): return (bytes([ord(self.typecode)]) + bytes(self._components)) # 调用len()返回def __len__(self): return len(self._components) def __eq__(self, other): if len(self) != len(other): return False for a, b in zip(self, other): if a != b:  return False return True  def __abs__(self): return math.hypot(*self) def __bool__(self): return bool(abs(self))

切片

    def __getitem__(self, index): return self._components[index]

>>> v1 = Vector([3, 4, 5]) 
>>> len(v1) 
3 
>>> v1[0], v1[-1] 
(3.0, 5.0) 
>>> v7 = Vector(range(7)) 
# 返回的是array
>>> v7[1:4] 
array('d', [1.0, 2.0, 3.0])

def __getitem__(self, key): # 调用Vector[a:b:c] 传入的是slice(a,b,c)if isinstance(key, slice): cls = type(self)  return cls(self._components[key]) # 调用Vector[a]index = operator.index(key)  return self._components[index]

动态存取属性

# 希望xyzt能获取前4个元素
>>> v = Vector(range(10)) 
>>> v.x 
0.0 
>>> v.y, v.z, v.t 
(1.0, 2.0, 3.0)

 __match_args__ = ('x', 'y', 'z', 't')  def __getattr__(self, name): cls = type(self)  try: pos = cls.__match_args__.index(name)  except ValueError: pos = -1 if 0 <= pos < len(self._components): return self._components[pos] msg = f'{cls.__name__!r} object has no attribute {name!r}'  raise AttributeError(msg)

>>> a = Vector(range(9))
>>> a
Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])
>>> a.x
0.0
>>> a.y
1.0
# x不应该可以直接复制，这样会创建一个x变量
>>> a.x = 10
>>> a
Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])
>>> a.x
10
>>> 

 # 赋值操作def __setattr__(self, name, value): cls = type(self) if len(name) == 1:  if name in cls.__match_args__:  error = 'readonly attribute {attr_name!r}' elif name.islower():  error = "can't set attributes 'a' to 'z' in 
{cls_name!r}" else: error = ''  if error:  msg = error.format(cls_name=cls.__name__, 
attr_name=name) raise AttributeError(msg) # 没问题就调用父类方法super().__setattr__(name, value)

哈希

 def __hash__(self): hashes = (hash(x) for x in self._components) # reduce类似于递归函数，sum、any 和 all的本质都是调用reducereturn functools.reduce(operator.xor, hashes, 0) 

     msg = error.format(cls_name=cls.__name__,

attr_name=name)
raise AttributeError(msg)
# 没问题就调用父类方法
super().setattr(name, value)


### 哈希```pythondef __hash__(self): hashes = (hash(x) for x in self._components) # reduce类似于递归函数，sum、any 和 all的本质都是调用reducereturn functools.reduce(operator.xor, hashes, 0)

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