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鸭子类型

什么是鸭子类型?

“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子。”

我们并不关心对象是什么类型,到底是不是鸭子,只关心行为!

也就是说,在实际中,我们不是很关注对象本身是什么类型,是什么东西,只需要关注对象能实现的方法,即使不同的对象,但是都能实现能要的方法,则可以当成同样的对象处理,就像都当成鸭子。

看下看示例:

a = (1,2,3)
b = [1,2,3]

def print_(s):
    for i in s:
        print(i)

print_(a)
print_(b)

如上所示,a是元组,b是列表,他们是不同的类型,然后函数print_接收一个参数,打印出内容。但是你会发现,a和b不同的类型,一样可以正常作为参数传入函数print_。因为函数只需要传入的对象可迭代,所以只关注对象可迭代,不管对象是什么。

再看下面示例:

class A(object):
    def __iter__(self):
        self.a = 0
        return self

    def __next__(self):
        if self.a > 5:
            raise StopIteration
        self.a += 1
        return self.a


def print_(s):
    for i in s:
        print(i)

print_(A())

# 输出结果:
1
2
3
4
5
6

如上所示,类A,定义了__iter__方法和__next__方法,那么就是可迭代的,可以被迭代,所以类A的对象也可以作为参数传入print_函数。



所以,这就是鸭子类型的一种体现,我们并不关注对象的类型,对象是不是鸭子,我们只关注对象的行为,也就是方法。实现了鸭子的方法的非鸭子可以当成是鸭子

在Python中,就有很多这种思想的体现,其中对象的魔法方法,也是一种很有意思的处理,像在python中,通过定义对象的__iter__方法和__next__方法来将对象作为对迭代对象来使用,通过定义__call__方法来实现对象可像函数一样调用,通过定义__lt__,__gt__等方法来使得对象可以通过大于号,小于号来比较。等等等等

所以我将鸭子类型和魔法方法放在一起讲,就是因为魔法方法的有趣,这些魔法方法在Python内部已经定义好了,在做什么操作的时候,调用什么方法,所以根据这种设计,就可以变成定义了什么方法,就可以做什么操作。

魔法方法

Python的魔法方法是内部定义好的一些方法,被前后双下划线包围。不同的方法有不同的用处,通过实现自定义魔法方法可以实现很多功能。

下面我们就来熟悉一下这些魔法方法和方法的作用:

魔法方法 含义
__new__(cls[, …]) 1. __new__ 是在一个对象实例化的时候所调用的第一个方法
2. 它的第一个参数是这个类,其他的参数是用来直接传递给 __init__ 方法
3. __new__ 决定是否要使用该 __init__ 方法,因为 __new__ 可以调用其他类的构造方法或者直接返回别的实例对象来作为本类的实例,如果 __new__ 没有返回实例对象,则 __init__ 不会被调用
4. __new__ 主要是用于继承一个不可变的类型比如一个 tuple 或者 string
__init__(self[, …]) 构造器,当一个实例被创建的时候调用的初始化方法
__del__(self) 析构器,当一个实例被销毁的时候调用的方法
__call__(self[, args…]) 允许一个类的实例像函数一样被调用:x(a, b) 调用 x.__call__(a, b)
__len__(self) 定义当被 len() 调用时的行为
__repr__(self) 定义当被 repr() 调用时的行为
__str__(self) 定义当被 str() 调用时的行为
__bytes__(self) 定义当被 bytes() 调用时的行为
__hash__(self) 定义当被 hash() 调用时的行为
__bool__(self) 定义当被 bool() 调用时的行为,应该返回 True 或 False
__format__(self, format_spec) 定义当被 format() 调用时的行为
  有关属性
__getattr__(self, name) 定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为
__getattribute__(self, name) 定义当该类的属性被访问时的行为
__setattr__(self, name, value) 定义当一个属性被设置时的行为
__delattr__(self, name) 定义当一个属性被删除时的行为
__dir__(self) 定义当 dir() 被调用时的行为
__get__(self, instance, owner) 定义当描述符的值被取得时的行为
__set__(self, instance, value) 定义当描述符的值被改变时的行为
__delete__(self, instance) 定义当描述符的值被删除时的行为
  比较操作符
__lt__(self, other) 定义小于号的行为:x < y 调用 x.__lt__(y)
__le__(self, other) 定义小于等于号的行为:x <= y 调用 x.__le__(y)
__eq__(self, other) 定义等于号的行为:x == y 调用 x.__eq__(y)
__ne__(self, other) 定义不等号的行为:x != y 调用 x.__ne__(y)
__gt__(self, other) 定义大于号的行为:x > y 调用 x.__gt__(y)
__ge__(self, other) 定义大于等于号的行为:x >= y 调用 x.__ge__(y)
  算数运算符
__add__(self, other) 定义加法的行为:+
__sub__(self, other) 定义减法的行为:-
__mul__(self, other) 定义乘法的行为:*
__truediv__(self, other) 定义真除法的行为:/
__floordiv__(self, other) 定义整数除法的行为://
__mod__(self, other) 定义取模算法的行为:%
__divmod__(self, other) 定义当被 divmod() 调用时的行为
__pow__(self, other[, modulo]) 定义当被 power() 调用或 ** 运算时的行为
__lshift__(self, other) 定义按位左移位的行为:<<
__rshift__(self, other) 定义按位右移位的行为:>>
__and__(self, other) 定义按位与操作的行为:&
__xor__(self, other) 定义按位异或操作的行为:^
__or__(self, other) 定义按位或操作的行为:|
  反运算
__radd__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rsub__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rmul__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rtruediv__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rfloordiv__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rmod__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rdivmod__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rpow__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rlshift__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rrshift__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__rxor__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
__ror__(self, other) (与上方相同,当左操作数不支持相应的操作时被调用)
  增量赋值运算
__iadd__(self, other) 定义赋值加法的行为:+=
__isub__(self, other) 定义赋值减法的行为:-=
__imul__(self, other) 定义赋值乘法的行为:*=
__itruediv__(self, other) 定义赋值真除法的行为:/=
__ifloordiv__(self, other) 定义赋值整数除法的行为://=
__imod__(self, other) 定义赋值取模算法的行为:%=
__ipow__(self, other[, modulo]) 定义赋值幂运算的行为:**=
__ilshift__(self, other) 定义赋值按位左移位的行为:<<=
__irshift__(self, other) 定义赋值按位右移位的行为:>>=
__iand__(self, other) 定义赋值按位与操作的行为:&=
__ixor__(self, other) 定义赋值按位异或操作的行为:^=
__ior__(self, other) 定义赋值按位或操作的行为:|=
  一元操作符
__neg__(self) 定义正号的行为:+x
__pos__(self) 定义负号的行为:-x
__abs__(self) 定义当被 abs() 调用时的行为
__invert__(self) 定义按位求反的行为:~x
  类型转换
__complex__(self) 定义当被 complex() 调用时的行为(需要返回恰当的值)
__int__(self) 定义当被 int() 调用时的行为(需要返回恰当的值)
__float__(self) 定义当被 float() 调用时的行为(需要返回恰当的值)
__round__(self[, n]) 定义当被 round() 调用时的行为(需要返回恰当的值)
__index__(self) 1. 当对象是被应用在切片表达式中时,实现整形强制转换
2. 如果你定义了一个可能在切片时用到的定制的数值型,你应该定义 __index__
3. 如果 __index__ 被定义,则 __int__ 也需要被定义,且返回相同的值
  上下文管理(with 语句)
__enter__(self) 1. 定义当使用 with 语句时的初始化行为
2. __enter__ 的返回值被 with 语句的目标或者 as 后的名字绑定
__exit__(self, exc_type, exc_value, traceback) 1. 定义当一个代码块被执行或者终止后上下文管理器应该做什么
2. 一般被用来处理异常,清除工作或者做一些代码块执行完毕之后的日常工作
  容器类型
__len__(self) 定义当被 len() 调用时的行为(返回容器中元素的个数)
__getitem__(self, key) 定义获取容器中指定元素的行为,相当于 self[key]
__setitem__(self, key, value) 定义设置容器中指定元素的行为,相当于 self[key] = value
__delitem__(self, key) 定义删除容器中指定元素的行为,相当于 del self[key]
__iter__(self) 定义当迭代容器中的元素的行为
__reversed__(self) 定义当被 reversed() 调用时的行为
__contains__(self, item) 定义当使用成员测试运算符(in 或 not in)时的行为