如何重载Python运算符？

Python通过魔术方法实现运算符重载，如__add__、__mul__等，使自定义类支持+、*等操作，需注意类型检查、行为一致性及可读性，适用于向量、矩阵等数学对象，提升代码简洁性与直观性。

Python 运算符重载，简单来说，就是让你自定义类的对象能够使用像

+

-

*

[]

解决方案：

Python 通过一些特殊方法（也称为魔术方法或双下划线方法）来实现运算符重载。比如，要重载加法运算符

+

__add__(self, other)

举个例子，假设你有一个

Vector

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

    def __repr__(self):
        return f"Vector({self.x}, {self.y})"

    def __add__(self, other):
        if isinstance(other, Vector):
            return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
        else:
            raise TypeError("Can only add Vector objects")

    def __mul__(self, scalar):
        if isinstance(scalar, (int, float)):
            return Vector(self.x * scalar, self.y * scalar)
        else:
            raise TypeError("Can only multiply by a number")

# 使用示例
v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(1, 4)

v3 = v1 + v2  # 调用 __add__
print(v3)      # 输出: Vector(3, 7)

v4 = v1 * 5   # 调用 __mul__
print(v4)      # 输出: Vector(10, 15)

#v5 = v1 + 5 # 会抛出TypeError，因为我们只定义了Vector + Vector

这里，

__add__

Vector

__mul__

Vector

TypeError

运算符重载有哪些常见的魔术方法？

Python 提供了很多魔术方法来重载不同的运算符。一些常见的包括：

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• __add__(self, other)

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  : 加法 (+)

• __sub__(self, other)

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  : 减法 (-)

• __mul__(self, other)

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  : 乘法 (*)

• __truediv__(self, other)

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  : 真除法 (/)

• __floordiv__(self, other)

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  : 地板除法 (//)

• __mod__(self, other)

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  : 取模 (%)

• __pow__(self, other)

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  : 幂 (**)

• __eq__(self, other)

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  : 等于 (==)

• __ne__(self, other)

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  : 不等于 (!=)

• __lt__(self, other)

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  : 小于 (<)

• __gt__(self, other)

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  : 大于 (>)

• __le__(self, other)

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  : 小于等于 (<=)

• __ge__(self, other)

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  : 大于等于 (>=)

• __getitem__(self, key)

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  : 索引 ([])

• __setitem__(self, key, value)

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  : 赋值 ([])

• __delitem__(self, key)

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  : 删除 (del obj[key])

• __len__(self)

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  : 长度 (len(obj))

• __contains__(self, item)

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  : 包含 (item in obj)

注意，对于某些运算符，比如

+

__radd__

a + b

a

__add__

__add__

NotImplemented

b

__radd__

运算符重载的注意事项和最佳实践？

• 保持一致性： 重载运算符的行为应该符合其通常的含义。例如，

  +

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  应该执行某种形式的加法或连接，而不是完全不相关的操作。
• 类型检查： 确保你的运算符重载只处理它应该处理的类型，并抛出适当的异常（如

  TypeError

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  ）来处理不支持的类型。
• 可读性： 虽然运算符重载可以使代码更简洁，但过度使用或不当使用会降低可读性。权衡简洁性和可读性，确保你的代码易于理解。
• 考虑性能： 某些运算符重载可能会影响性能，特别是当涉及到大量对象时。在性能敏感的代码中，要仔细评估运算符重载的性能影响。
• 避免副作用： 运算符重载应该尽量避免副作用，即不要修改对象的状态。如果需要修改对象，最好使用明确的方法，而不是运算符重载。 比如，

  +=

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  运算符通常会修改对象本身，但

  +

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  运算符通常会返回一个新的对象。
• 使用

  NotImplemented

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  ： 如果你的运算符重载无法处理给定的操作数类型，应该返回

  NotImplemented

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  ，而不是抛出异常。这允许 Python 尝试调用其他对象的反向运算符。
• 文档： 清楚地记录你的运算符重载的行为，包括支持的类型和任何特殊注意事项。

什么时候应该使用运算符重载？

运算符重载最适合用于创建自定义数据类型，这些类型在数学上或逻辑上与内置类型相似。例如，复数、向量、矩阵、集合等。 如果你只是想执行一些简单的操作，或者你的数据类型与内置类型没有明显的相似之处，那么使用普通的方法可能更合适。

运算符重载也常用于构建领域特定语言 (DSL)，使代码更接近问题的自然语言。 但要小心，过度使用会使代码难以理解。

总而言之，运算符重载是一个强大的工具，但需要谨慎使用。 权衡简洁性、可读性和性能，并确保你的运算符重载的行为符合其通常的含义。

以上就是如何重载Python运算符？的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！