本文转载自微信公众号「PythonMind」，作者dongfanger。转载本文请联系PythonMind公众号。
热爱Python
Python是Guido van Rossum设计出来的让使用者觉得如沐春风的一门编程语言。2020年11月12日，64岁的Python之父宣布由于退休生活太无聊，自己决定加入Microsoft的DevDiv Team，致力于“确保更好地使用Python”。尽管在国内有些声音在Diss着Python，认为它太简单，只是个脚本语言，但是它的发明者对Python的热情，仍然激励着我们坚持对Python的热爱。
龟叔是所有编程语言发明者当中头发最多的这位。
奇迹时刻
collection.len()是面向对象语言的写法，len(collection)是Python语言的写法，这种风格叫做Pythonic。从前者到后者，就像变魔术一样，一瞬间让人眼前一亮。这个魔术就是Python魔法方法，或者叫双下方法，它是用双下划线开头和双下划线结尾的特殊方法，比如obj[key]，Python解释器实际上会转换成obj.__getitem__(key)来运行，但是使用者并无感知。
__getitem__和__len
____getitem__用来获取数据，__len__用来返回长度，这2个魔法方法是Python基础，我们通过一副扑克牌来了解：
- import collections
- # 定义一副牌
- Card = collections.namedtuple('Card', ['rank', 'suit'])
- class FrenchDeck:
- # 大小
- ranks = [str(n) for n in range(2, 11)] + list('JQKA')
- # 花色
- suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()
- def __init__(self):
- # 生成一副牌
- self._cards = [Card(rank, suit) for suit in self.suits
- for rank in self.ranks]
- def __len__(self):
- return len(self._cards)
- def __getitem__(self, position):
- return self._cards[position]
本来我们对这副牌什么都不能做，但是由于实现了__len__，可以使用len()函数查看有多少张牌：
- >>> len(deck)
- 52
由于实现了__getitem__，可以使用中括号索引取值：
- >>> deck[0]
- Card(rank='2', suit='spades')
能进行切片：
- >>> deck[:3]
- [Card(rank='2', suit='spades'), Card(rank='3', suit='spades'), Card(rank='4', suit='spades')]
- >>> deck[12::13]
- [Card(rank='A', suit='spades'), Card(rank='A', suit='diamonds'), Card(rank='A', suit='clubs'), Card(rank='A', suit='hearts')]
能迭代：
- >>> for card in deck: # doctest: +ELLIPSIS
- ... print(card)
- Card(rank='2', suit='spades')
- Card(rank='3', suit='spades')
- Card(rank='4', suit='spades')
- ...
发现没有，魔法方法是可以用来装B的!别人写个类只能get、set，你写个类还能花式炫技，666。
Python魔法方法是给Python解释器使用的，一般不需要直接调用，Python会自己去调，比如把len(my_object)写成my_object.__len__()，就弄巧成拙了。
魔法方法实现运算符
前面例子实现了取值和长度，接着再看一个例子，使用__repr__、__abs__、__bool__、__add__、__mul__，实现运算符：
- from math import hypot
- # 二维向量
- class Vector:
- def __init__(self, x=0, y=0):
- self.x = x
- self.y = y
- # 表达式
- def __repr__(self):
- return 'Vector(%r, %r)' % (self.x, self.y)
- # 绝对值
- def __abs__(self):
- return hypot(self.x, self.y)
- # 布尔值
- def __bool__(self):
- return bool(abs(self))
- # 加法
- def __add__(self, other):
- x = self.x + other.x
- y = self.y + other.y
- return Vector(x, y)
- #乘法
- def __mul__(self, scalar):
- return Vector(self.x * scalar, self.y * scalar)
__add__实现了加法：
- >>> v1 = Vector(2, 4)
- >>> v2 = Vector(2, 1)
- >>> v1 + v2
- Vector(4, 5)
__abs__实现了绝对值：
- >>> v = Vector(3, 4)
- >>> abs(v)
- 5.0
__mul__实现了乘法：
- >>> v * 3
- Vector(9, 12)
__repr__实现了对象的字符串表示：
- Vector(4, 5)
否则得到的字符串可能是
__bool__实现了布尔值：
- if Vector(4, 5):
- return True
其他魔法方法
一篇文章是讲不完魔法方法的，我们会在后续文章中，继续探讨如何使用和实现它们。
Tips
本小节内容是我看《流畅的Python》第一遍时记录的知识点：
- collections.namedtuple可以用来创建只有少数属性但没有方法的对象，比如
- beer_card = Card('7', 'diamonds')
- 2.random.choice和random.sample不一样的地方在于，sample是返回序列，choice是返回元素，当使用sample(list, 1)[0]的时候，不如直接使用choice(list)。
- 特殊方法的存在是为了被Python解释器调用的。
- PyVarObject是表示内存中长度可变的内置对象的C语言结构体。list或str或bytearray的__len__实际上返回的PyVarObject.ob_size属性，这个比调用一个方法要快的多。
- len之所以不是一个普通方法，是为了让python自带的数据结构可以走后门，abs也是同理。
- 很多时候调用__init__方法的目的是，在你自己的子类的__init__方法中调用超类的构造器。
- abs，如果输入是整数或者浮点数，它返回的是输入值的绝对值;如果输入是复数，那么返回这个复数的模。
- __repr__和__str__二选一的话，__repr__更好，因为如果一个对象没有__str__函数，解释器会用__repr__作为替代。
- python对象的一个基本要求就是它得有合理的字符串表示形式，这就是数据模型中存在特殊方法__repr__和__str__的原因。
- 为了判定一个值x为真还是为假，python会调用bool(x)，它的背后是调用x.__bool__()。如果不存在，就会调用x.__len__()，返回0为Flase，非0为True。
- python通过运算符重载这一模式提供了丰富的数值类型，除了内置那些，还有decimal.Decimal和fractions.Fraction。
