Pythonic-魔法方法

Python魔法方法指南：让你的类如丝般顺滑 ✨
在Python的世界里，双下划线不是密码，而是打开魔法之门的钥匙。🔑

当我们想让自定义类像内置类型一样优雅工作——len(obj)能返回长度、print(obj)展示友好信息、obj1 + obj2实现运算时，魔法方法（Magic Methods）就是实现这些魔法的咒语。
它们以双下划线开头和结尾（如__init__），是Python面向对象编程的”隐藏技能树”，这些方法允许你自定义类的行为，使其能够与Python的内置操作符和函数一起工作。

生命起始符：`init` 与 `new`

实例化方法 __new__(cls) 中定义的操作会在创建类实例时执行，返回一个没有初始化过的实例对象，__new__控制对象创建过程（构造函数）
初始化方法 __init__(self) 中定义的操作会在类初始化时被调用,__init__管理对象初始化（初始化器）。

初始化方法都是在实例化方法之后执行，例如MyClass(10)的执行过程就是先调用__new__方法返回一个值为空的MyClass实例对象，然后调用__init__对这个实例对象进行初始化，最终形成一个完整的实例化对象。
注意：如果__new__方法返回的不是当前类的实例对象就会跳过__init__方法的执行。

class MyClass:
    def __new__(cls, *args):
        return super().__new__(cls)
    def __init__(self, value=1):
        self.num = value
        print("Initialized with", self.num)
    
obj1 = MyClass(10)  # 输出: Initialized with 10
obj2 = MyClass()  # 输出: Initialized with 1

形象大使：`str`

字符串表示的 __str__ ，在 __str__ 中定义对对象使用str的结果，定义str()和print()调用此对象的结果

class Student:
    def __init__(self, first, last):
        self.first = first
        self.last = last
    def __str__(self):
        # 返回字符串表示形式
        return f"{self.first} {self.last}"
student1 = Student("John", "Doe")
print(student1)  # 输出: John Doe
full_name = str(student1)  # 调用__str__方法
print(full_name)  # 输出: John Doe
print(student1.__str__())  # 直接调用__str__方法，输出: John Doe

容器改造术: `len` 和 `getitem`

__len__：定义对对象使用len()的行为
__getitem__：定义通过索引获取实例内容的方式

class JurassicPark:
    def __init__(self):
        self.dinos = ["T-Rex", "Velociraptor", "Triceratops"]
    
    def __len__(self):
        return len(self.dinos)  # 返回园区恐龙数量
    
    def __getitem__(self, index):
        return f"🦕 {self.dinos[index]}"

park = JurassicPark()
print(len(park))    # 3
print(park[1])      # 🦕 Velociraptor

运算符重载：数学之美

定义两个实例对象的算数运算规则

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
    
    def __add__(self, other):
        """实现向量加法"""
        return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
    
    def __mul__(self, scalar):
        """实现向量标量乘法"""
        return Vector(self.x * scalar, self.y * scalar)
    
    def __str__(self):
        return f"({self.x}, {self.y})"

v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(1, 4)
print(v1 + v2)      # (3, 7)
print(v1 * 3)       # (6, 9)

对象比较: `eq`

用于比较的 __eq__，定义两个对象间使用 == 的行为

class Student:
    def __init__(self, id, name):
        self.id = id
        self.name = name
    def __eq__(self, other):
        # 定义 `==` 方法用于比较两个实例是否相等，这里定义为id相同就认为是同一个Student
        return self.id == other.id
    
student1 = Student("10086","Alice")
student2 = Student("10086", "艾丽丝")
print(student1 == student2)  # 输出: True，因为id相同

上下文管理器: `enter`和`exit`

上下文管理器：记录with的生命周期，在with开始使用前执行__enter__在with结束使用后执行__exit__

class TimeTravel:
    def __enter__(self):
        print("⏳ 开启时空隧道...")
        return self
    
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("⌛️ 关闭时空隧道")

with TimeTravel() as portal:
    print("正在穿越白垩纪...")

生命起始符：__init__ 与 __new__

形象大使：__str__

容器改造术: __len__ 和 __getitem__