29面向对象4_dir-hash-bool-repr-str

发布时间：2020-07-09 17:02:44 来源：网络阅读：185 作者：chaijowin 栏目：编程语言

魔术方法分类：... 1

__dir__. 2

__hash__. 6

__bool__. 10

可视化... 11

魔术方法：

为编程提供便利，可大大提高编程效率；

pythonic；

特殊属性：

__name__，类、函数、方法等的名字，实例没有此属性；

__module__，类定义所在的模块名；

__class__，对象或类所属的类，如对象的类的类self.__class__.__class__；

__bases__，类的基类的元组，顺序为它们在基类列表中出现的顺序，不是mro；

__doc__，类、函数的文档字符串，如没定义为None；

__mro__，类的mro，class.mro()返回的结果保存在__mro__中，method resolution order，找链，mixin；

注：

single linkedlist中的__getitem__，仅用于容器，提供一种方便的接口，如索引或其它方式来用；

函数中的属性，foo.__defaults__，用元组保存位置参数默认值；

函数中的属性，foo.__kwdefaults__，用元组保存关键字参数默认值；

魔术方法分类：

创建与销毁：__init__、__del__；

hash；

bool；

__repr__、__str__，可视化；

__add__，运算符重载；

单（双）向链表中的[]、__getitem__、__sizeof__，容器和大小；

可调用对象，decorator、类装饰器；

上下文管理，with...as...；

反射（自省）；

描述器；

其它杂项；

dir

查看属性，返回类或对象的所有成员名称列表；

dir()函数就是调用__dir__()，如果提供__dir__()，则返回属性的列表，否则会尽量从__dict__属性中收集信息；

如果dir(obj)，参数obj中包含方法__dir__()，该方法将被调用，如果参数obj不包含__dir__()，该方法将最大限度的收集参数信息；

dir()，对于不同类型的对象有不同的行为：

如果对象是模块对象，列表包含模块的属性名；

如果对象是类型或类对象，列表包含类的属性名、及它的基类的属性名；

否则，列表包含对象的属性名、它的类的属性名、类的基类的属性名；（向上逐级找）

例：

In [8]: dir() #搜集当前模块

Out[8]:

['In',

'Out',

'_',

'_1',

'_2',

'_3',

'_4',

'_5',

'_7',

'__',

'___',

'__builtin__',

'__builtins__',

'__doc__',

'__loader__',

'__name__',

……

例：

class A:

def __init__(self,name=18):

self.name = name

class B(A):

def __dir__(self): #实例的，类中的方法要看第1个参数，是self就是实例的

return ['abcdefg'] #必须返回列表，若写为return 'abcd'则返回['a','b','c','d']

b = B()

print(sorted(dir(b)))

print(sorted(dir(B)))

print(sorted(b.__dict__))

print(sorted(B.__dict__))

print(dir()) #pycharm中的dir()，__builtins__内置函数等，如果对象是模块对象，列表包含模块的属性名；

输出：

['abcdefg']

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

['name']

['__dir__', '__doc__', '__module__']

['A', 'B', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'b']

例：

#example_class_magicmethod2.py

class Animal:

X = 123

def __init__(self,name):

self._name = name

self.__age = 10

self.weight = 20

print("animal module's name = {}".format(dir())) #如果对象是模块对象，列表包含模块的属性名；

输出：

animal module's name = ['Animal', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__']

# example_class_magicmethod3.py

from example_class_magicmethod2 import Animal

import example_class_magicmethod2

class Cat(Animal):

X = 'cat'

Y = 'abcd'

class Dog(Animal):

def __dir__(self):

return ['dog']

print("current module's name = {}".format(dir())) #模块名词空间内的属性

print("example_class_magicmethod2 module's name = {}".format(dir(example_class_magicmethod2))) #指定模块名词空间内的属性

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

print("object's __dict__ = {}".format(object.__dict__.keys())) #祖先类object的字典

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

print("Animal class's dir() = {}".format(dir(Animal))) #类Animal的dir()

print("Cat class's dir() = {}".format(dir(Cat))) #类Cat的dir()

print("Dog class's dir() = {}".format(dir(Dog)))

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

tom = Cat('tom')

print("Cat instance's dir() = {}".format(sorted(dir(tom)))) #实例的dir()，包括tom实例的属性、Cat类属性、祖先类object属性，sorted返回dict的key组成的列表

print("Cat instance's __dir__ = {}".format(sorted(tom.__dir__()))) #同上

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

print(sorted(set(tom.__dict__.keys()) | set(Cat.__dict__.keys()) | set(object.__dict__.keys()))) #实例的dir()近似等价于该行的__dict__所有（实例的、所属类的、祖先类的所有属性）属性；一般仅用__dict__就够了，是自己设计的，dir(tom)能查到所有；

print('~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

print("Dog class's dir() = {}".format(dir(Dog)))

dog = Dog('snoopy')

print("Dog instance's dir() = {}".format(dir(dog)))

print("Dog instance's __dict__ = {}".format(dog.__dict__))

输出：

current module's name = ['Animal', 'Cat', 'Dog', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'example_class_magicmethod2']

example_class_magicmethod2 module's name = ['Animal', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

object's __dict__ = dict_keys(['__repr__', '__hash__', '__str__', '__getattribute__', '__setattr__', '__delattr__', '__lt__', '__le__', '__eq__', '__ne__', '__gt__', '__ge__', '__init__', '__new__', '__reduce_ex__', '__reduce__', '__subclasshook__', '__init_subclass__', '__format__', '__sizeof__', '__dir__', '__class__', '__doc__'])

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Animal class's dir() = ['X', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

Cat class's dir() = ['X', 'Y', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

Dog class's dir() = ['X', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Cat instance's dir() = ['X', 'Y', '_Animal__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_name', 'weight']

Cat instance's __dir__ = ['X', 'Y', '_Animal__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_name', 'weight']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

['X', 'Y', '_Animal__age', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '_name', 'weight']

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Dog instance's dir() = ['dog']

Dog instance's __dict__ = {'_name': 'snoopy', '_Animal__age': 10, 'weight': 20}

例：

class A:

def __init__(self,name=18):

self.name = name

class B(A):

def __dir__(self):

return ['abcdefg']

b = B()

print('~~~~~~~~~~~~~')

print(sorted(dir(b)))

print(sorted(dir(B))) #与dir(A)相等

print(sorted(dir(A)))

print('~~~~~~~~~~~~~')

print(sorted(b.__dict__))

print(sorted(A.__dict__))

print(sorted(B.__dict__))

print('~~~~~~~~~~~~~')

print(dir())

print(b.__dict__)

输出：

~~~~~~~~~~~~~

['abcdefg']

~~~~~~~~~~~~~

['name']

['__dict__', '__doc__', '__init__', '__module__', '__weakref__']

['__dir__', '__doc__', '__module__']

~~~~~~~~~~~~~

['A', 'B', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'b']

{'name': 18}

hash

list源码中的；

@staticmethod # known case of __new__ #很少用

def __new__(*args, **kwargs): # real signature unknown

""" Create and return a new object. See help(type) for accurate signature. """

Pass

__hash__ = None #技巧，类中不可hashable写法，不可hash类型就是这样实现的

__hash__，内建函数hash()调用的返回值，只能返回一个整型（返回一个整数），如果定义这个方法，该类的实例就可hashable；

一切对象都有__hash__，来自object，object默认还实现了__eq__方法；

__eq__，对应==操作符，判断2个对象是否相等，返回bool值，若返回None则两个对象相等；

__hash__方法只是返回一个hash值作为set的key，但是去重还需要__eq__来判断2个对象是否相等；

哈希，时间复杂度O(1)；

hash值相等，只是hash冲突，不能说明2个对象是相等的，因此，一般来说，提供__hash__方法是为了作为set或dict的key的，所以去重要同时提供这两个方法；

类中要两种同时用，__hash__、__eq__；

可hashable对象必须提供__hash__方法，没有提供的话，isinstance(p1,collections.Hashable)一定为False；

from collections import Hashable

print(Hashable(isinstance(A,Hashable))) #很少用，可否hashable用hash()判断即可

注：

元组里有列表则不可hashable；

def __hash__(self)，只能返回整型；

一致性hash，hash环，2^32；

def hash(x):

return x % 3 #return x % 3000000，冲突域大，则冲突可能性小

md5，单向散列，不可逆；

hash，一般在缓存中用，时间复杂度O(1)；

缓冲，大坝，匹配生产者和消费者速度；

n个实例得到的hash值一样，hash冲突，dict要解决问题，解决办法：拉链法、开地址法；

__eq__，==，def __eq__(self,other): return None，则两个对象等效（相等）；

例：

In [1]: o = [1,2,3]

In [2]: hash(o) #相当于o.__hash__()，等价于None()

---------------------------------------------------------------------------

TypeError Traceback (most recent call last)

<ipython-input-2-5823e6f515e9> in <module>()

----> 1 hash(o)

TypeError: unhashable type: 'list'

In [3]: o.__hash__()

---------------------------------------------------------------------------

TypeError Traceback (most recent call last)

<ipython-input-3-36e00a5ab94a> in <module>()

----> 1 o.__hash__()

TypeError: 'NoneType' object is not callable

例：

class A:

def __hash__(self):

return 1 #只能返回整型，否则TypeError: __hash__ method should return an integer

print(hash(A()))

输出：

例：

class A:

__hash__ = None #不可hash类型就是这样实现的

print(hash(A()))

输出：

Traceback (most recent call last):

File "/home/python/magedu/projects/cmdb/example_class_magicmethod1.py", line 28, in <module>

print(hash(A()))

TypeError: unhashable type: 'A'

例：

class A:

def __init__(self,name=18):

self.name = name

def __hash__(self): #可hashable，hash冲突（hash值一样）

return 1

lst = [A(),A()]

print(lst)

s = set(lst) #set还作了is判断

print(s)

print(len(s)) #2

for x in s:

print(hash(x))

输出：

[<__main__.A object at 0x7fee3d5f4438>, <__main__.A object at 0x7fee3d5f4b00>]

{<__main__.A object at 0x7fee3d5f4438>, <__main__.A object at 0x7fee3d5f4b00>}

例：

class A:

def __init__(self,name=18):

self.name = name

def __hash__(self): #可hash

return 1

def __eq__(self, other): #去重，两个是否相等，相等set才去重；可hash和去重是两个概念，两个一块用

# return False #等价于上例，两个不相等，len(s)为2

# return True

return self.name == other.name

a = A(4)

b = A(4)

print(a.__dict__)

print(b.__dict__)

lst = [a,b]

print(lst)

s = set(lst)

print(s)

print(len(s)) #1

for x in s:

print(hash(x))

输出：

{'name': 4}

[<__main__.A object at 0x7f0a3e3ca438>, <__main__.A object at 0x7f0a3e3ca470>]

{<__main__.A object at 0x7f0a3e3ca438>}

例：

设计二维坐标类Point，比较2个坐标是否相等？

from collections import Hashable

class Point:

def __init__(self,x,y):

self.x = x

self.y = y

def __hash__(self):

return hash((self.x,self.y))

def __eq__(self, other):

return self.x == other.x and self.y == other.y

p1 = Point(4,5)

p2 = Point(4,5)

print(hash(p1))

print(hash(p2))

print(p1 is p2) #False

print(p1 == p2) #True

print(set((p1,p2)))

print(isinstance(p2,Hashable)) #True

输出：

3713084879518070856

False

True

{<__main__.Point object at 0x7fd0fc7e6b38>}

True

bool

内建函数bool()，或对象放在逻辑表达式的位置，调用这个函数返回布尔值；

没有定义__bool__()，就找__len__()返回长度，非0为真；如果__len__()也没有定义，那么所有实例都返回真；

__bool__()和__len__()都没有，恒为True；

empty list、empty set、empty tuple、empty dict，四大皆空，集合类型都为空，等效于False；

__bool__，调所有对象，逐级向上找，object中有__bool__的最简单实现，object上也没，就找__len__，__len__也没有，恒为True，一切皆为真；

有__len__，说明是个容器，里面没有东西说明为空，__len__返回值>=0；

注：

链表中不写__bool__，只写__len__，可实现等效False；

例：

class A:

pass

class B:

def __bool__(self):

# return False

return True

class C:

def __len__(self):

# return 0

return 1

print(bool(A()))

print(bool(B))

print(bool(B()))

print(bool(C()))

print(C().__len__())

print(len(C()))

输出：

True

可视化

__repr__、__str__；

__repr__，内建函数repr()对一个对象获取字符串表达，如果一个类定义了__repr__()但有定义__str__，那么在请求该类的实例的“非正式”的字符串表示时也将调用__repr__()；

__str__，str()函数，内建函数format、print()调用，需要返回对象的字符串表达；

__bytes__，bytes的时候，返回一个对象的bytes表达，即返回bytes对象；

__repr__、__str__都没有，找object（打印内存地址）；

没有__str__，找__repr__；

没有__repr__，只有__str__：

str()、format、print使用没问题；

内部打印找object，如print([A()])，显示[<__main__.A object at 0x7f5ac6059470>]；

一般__repr__、__str__两个都要，写的一模一样；

技巧，在定义__repr__后，__str__ = __repr__，类似__hash__ = None；

例：

class A:

def __init__(self):

self.a = 'a'

self.b = 'b'

def __repr__(self):

return 'repr: {},{}'.format(self.a,self.b)

def __str__(self):

return 'str: {},{}'.format(self.a,self.b)

print(A()) #print函数使用__str__

print([A()]) #[]使用__str__，但其内部使用__repr__

print(([str(A())])) #[]使用__str__，str()函数也使用__str__

print('str:a,b')

s = 'b'

print(['a'],(s,))

输出：

str: a,b

[repr: a,b]

['str: a,b']

str:a,b

['a'] ('b',)

例2：

class A:

def __init__(self):

self.a = 'a'

self.b = 'b'

# def __repr__(self):

# return 'repr: {},{}'.format(self.a,self.b)

def __str__(self):

return 'str: {},{}'.format(self.a,self.b)

print(A())

print([A()]) #内部调用__repr__()，__repr__()没有则调用object打印内存地址

print(([str(A())]))

print('str:a,b')

s = 'b'

print(['a'],(s,))

输出：

str: a,b

[<__main__.A object at 0x7f5ac6059470>]

['str: a,b']

str:a,b

['a'] ('b',)

向AI问一下细节

29面向对象4_dir-hash-bool-repr-str

魔术方法分类：

__dir__

__hash__

__bool__

可视化

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