介紹

在Python中，所有以“__”雙下劃線包起來的方法，都統稱為“Magic Method”,例如類的初始化方法 __init__,Python中所有的魔術方法均在官方文件中有相應描述，但是對於官方的描述比較混亂而且組織比較鬆散。很難找到有一個例子。

構造和初始化

每個Pythoner都知道一個最基本的魔術方法， __init__ 。通過此方法我們可以定義一個物件的初始操作。然而，當呼叫 x = SomeClass() 的時候， __init__ 並不是第一個被呼叫的方法。實際上，還有一個叫做__new__ 的方法，兩個共同構成了“建構函式”。

__new__是用來建立類並返回這個類的例項, 而__init__只是將傳入的引數來初始化該例項。

在物件生命週期呼叫結束時，__del__ 方法會被呼叫，可以將__del__理解為“構析函式”。下面通過程式碼的看一看這三個方法:

fromos.pathimportjoin

classFileObject:

'''給檔案物件進行包裝從而確認在刪除時檔案流關閉'''

def__init__(self,filepath='~',filename='sample.txt'):

#讀寫模式開啟一個檔案

self.file = open(join(filepath,filename),'r+')

def__del__(self):

self.file.close()

delself.file

控制屬性訪問

許多從其他語言轉到Python的人會抱怨它缺乏類的真正封裝。(沒有辦法定義私有變數，然後定義公共的getter和setter)。Python其實可以通過魔術方法來完成封裝。我們來看一下:

__getattr__(self, name)

定義當用戶試圖獲取一個不存在的屬性時的行為。這適用於對普通拼寫錯誤的獲取和重定向，對獲取一些不建議的屬性時候給出警告(如果你願意你也可以計算並且給出一個值)或者處理一個 AttributeError 。只有當呼叫不存在的屬性的時候會被返回。

__setattr__(self, name, value)

與__getattr__(self, name)不同，__setattr__ 是一個封裝的解決方案。無論屬性是否存在，它都允許你定義對對屬性的賦值行為，以為這你可以對屬性的值進行個性定製。實現__setattr__時要避免”無限遞迴”的錯誤。

__delattr__

與 __setattr__ 相同，但是功能是刪除一個屬性而不是設定他們。實現時也要防止無限遞迴現象發生。

__getattribute__(self, name)

__getattribute__定義了你的屬性被訪問時的行為，相比較，__getattr__只有該屬性不存在時才會起作用。因此，在支援__getattribute__的Python版本,呼叫__getattr__前必定會呼叫 __getattribute__。__getattribute__同樣要避免”無限遞迴”的錯誤。需要提醒的是，最好不要嘗試去實現__getattribute__,因為很少見到這種做法，而且很容易出bug。

在進行屬性訪問控制定義的時候很可能會很容易引起“無限遞迴”。如下面程式碼:

#  錯誤用法

def__setattr__(self,name,value):

self.name = value

# 每當屬性被賦值的時候(如self.name = value)， ``__setattr__()`` 會被呼叫，這樣就造成了遞迴呼叫。

# 這意味這會呼叫 ``self.__setattr__('name', value)`` ，每次方法會呼叫自己。這樣會造成程式崩潰。

#  正確用法

def__setattr__(self,name,value):

self.__dict__[name] = value# 給類中的屬性名分配值

# 定製特有屬性

Python的魔術方法很強大，但是用時卻需要慎之又慎，瞭解正確的使用方法非常重要。

建立自定義容器

有很多方法可以讓你的Python類行為向內建容器型別一樣，比如我們常用的list、dict、tuple、string等等。Python的容器型別分為可變型別(如list、dict)和不可變型別（如string、tuple），可變容器和不可變容器的區別在於，不可變容器一旦賦值後，不可對其中的某個元素進行修改。 　　在講建立自定義容器之前，應該先了解下協議。這裡的協議跟其他語言中所謂的”介面”概念很像，它給你很多你必須定義的方法。然而在Python中的協議是很不正式的，不需要明確宣告實現。事實上，他們更像一種指南。

自定義容器的magic method

下面細緻瞭解下定義容器可能用到的魔術方法。首先，實現不可變容器的話，你只能定義 __len__ 和 __getitem__ (下面會講更多)。可變容器協議則需要所有不可變容器的所有，另外還需要 __setitem__ 和 __delitem__。如果你希望你的物件是可迭代的話，你需要定義 __iter__ 會返回一個迭代器。迭代器必須遵循迭代器協議，需要有 __iter__(返回它本身) 和 next。

__len__(self)

返回容器的長度。對於可變和不可變容器的協議，這都是其中的一部分。

__getitem__(self, key)

定義當某一項被訪問時，使用self[key]所產生的行為。這也是不可變容器和可變容器協議的一部分。如果鍵的型別錯誤將產生TypeError；如果key沒有合適的值則產生KeyError。

__setitem__(self, key, value)

當你執行self[key] = value時，呼叫的是該方法。

__delitem__(self, key)

定義當一個專案被刪除時的行為(比如 del self[key])。這只是可變容器協議中的一部分。當使用一個無效的鍵時應該丟擲適當的異常。

__iter__(self)

返回一個容器迭代器，很多情況下會返回迭代器，尤其是當內建的iter()方法被呼叫的時候，以及當使用for x in container:方式迴圈的時候。迭代器是它們本身的物件，它們必須定義返回self的__iter__方法。

__reversed__(self)

實現當reversed()被呼叫時的行為。應該返回序列反轉後的版本。僅當序列可以是有序的時候實現它，例如對於列表或者元組。

__contains__(self, item)

定義了呼叫in和not in來測試成員是否存在的時候所產生的行為。你可能會問為什麼這個不是序列協議的一部分？因為當__contains__沒有被定義的時候，如果沒有定義，那麼Python會迭代容器中的元素來一個一個比較，從而決定返回True或者False。

__missing__(self, key)

dict字典型別會有該方法，它定義了key如果在容器中找不到時觸發的行為。比如d = {‘a’: 1}, 當你執行d[notexist]時，d.__missing__[‘notexist’]就會被呼叫。

一個例子

下面是書中的例子，用魔術方法來實現Haskell語言中的一個數據結構。

# -*- coding: utf-8 -*-

classFunctionalList:

''' 實現了內建型別list的功能,並豐富了一些其他方法: head, tail, init, last, drop, take'''

def__init__(self,values=None):

ifvalues isNone:

self.values = []

else:

self.values = values

def__len__(self):

returnlen(self.values)

def__getitem__(self,key):

returnself.values[key]

def__setitem__(self,key,value):

self.values[key] = value

def__delitem__(self,key):

delself.values[key]

def__iter__(self):

returniter(self.values)

def__reversed__(self):

returnFunctionalList(reversed(self.values))

defappend(self,value):

self.values.append(value)

defhead(self):

# 獲取第一個元素

returnself.values[0]

deftail(self):

# 獲取第一個元素之後的所有元素

returnself.values[1:]

definit(self):

# 獲取最後一個元素之前的所有元素

returnself.values[:-1]

deflast(self):

# 獲取最後一個元素

returnself.values[-1]

defdrop(self

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