一篇文章带你了解Python运算符重载

您可以根据所使用的操作数来更改Python中运算符的含义。这种做法称为运算符重载，今天我们一起来聊聊运算符重载。

一、什么是Python中的运算符重载？

Python运算符用于内置类。但是相同的运算符对不同的类型有不同的行为。例如，+运算符将对两个数字执行算术加法、合并两个列表并连接两个字符串。

Python中的这一功能允许同一运算符根据上下文具有不同的含义，称为运算符重载。

那么，当将它们与用户定义类的对象一起使用时会发生什么呢？

示例 :下面的类，它试图在二维坐标系中模拟一个点。


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

现在，运行代码并尝试在Python shell中添加两个点。

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

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代码：

这是很多错误。由于Python不知道如何将两个Point对象加在一起而引发TypeError。

但是，可以通过运算符重载向Python教授这一点。但是首先，让对特殊函数有所了解。

二、Python中的特殊函数

1. 什么是特殊模式？

以双下划线开头的类函数在Python中称为特殊函数。这是因为，它们不是普通的函数。上面定义的init__()函数就是其中之一。每次创建该类的新对象时都会调用它。

2. 案例

使用特殊函数，可以使的类与内置函数兼容。

例：


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

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打印输出没有达到预想的效果。

但是，如果在类中定义str()方法，可以控制它的打印输出方式。把这个加到的类中。

示例


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)

现在，让print()再次尝试该函数。

p1 = Point(3,7)
print(p1)

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事实证明这样更好，当使用内置函数str()或时，将调用相同的方法format()。


p1 = Point(2, 3)
print(str(p1))
print(format(p1))

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因此，当您执行str(p1)或format(p1)时，Python在内部执行p1.str()。因此得名，特殊函数。下面继续回到操作符重载。

三、重载+运算符

要重载+符号，将需要在类中实现add()函数。拥有权利的同时也被赋予了重大的责任。可以在此函数内做任何喜欢的事情。但是返回坐标和的Point对象是明智的。

示例

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)

测试一下：


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

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实际上发生的是，当您执行p1 + p2时，Python会调用p1 .__ add (p2)，也就是Point . add __(p1，p2)。同样，也可以重载其他运算符。

四、重载比较运算符

Python不限制运算符重载为算术运算符。也可以重载比较运算符。

假设，想在Point类中实现小于运算符（<），让从原点比较这些点的大小，并为此目的返回结果。可以如下实现。

示例

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

尝试在Python shell中运行这些示例。


print(Point(1, 1) < Point(-2, -3))

print(Point(1, 1) < Point(0.5, -0.2))

print(Point(1, 1) < Point(1, 1))

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下表列出了需要实现以重载其他比较运算符的特殊函数。

操作符	表达式	内部
小于（<）	p1 <p2	p1 .__ lt __（p2）
小于等于（<=）	p1 <= p2	p1 .__ le __（p2）
等于（==）	p1 == p2	p1 .__ eq __（p2）
不等于（!=）	p1！= p2	p1 .__ ne __（p2）
大于（>）	p1> p2	p1 .__ gt __（p2）
大于等于（>=）	p1> = p2	p1 .__ ge __（p2）