第八天：

Magic Methods

课程知识点速览

一、魔法方法概述

1. 概念定义：在 Python 中，所有以双下划线包裹的方法（如 __init__、__str__）均统称为魔法方法（Magic Methods / 魔术方法 / dunder 方法，dunder 即 double underscore）。

2. 核心作用：魔法方法允许开发者将自定义类接入 Python 内置语法（如 print()、==、len()、[]、+ 等），自定义对象的内置行为。

3. 方法查看：Python 中任意类默认继承自 object 类，已内置多种魔法方法。使用内置函数 dir(obj) 可查看对象的所有魔法方法与属性。

二、对象的字符串表示：__str__ 与 __repr__

1. 默认行为：默认情况下，print(obj) 仅输出类名与内存地址（如 <__main__.Book object at 0x...>）。可以通过重写以下方法进行自定义：

2. __str__(self)

   • 用途：面向用户（人类），提供可读性强、友好直观的字符串表达。

   • 触发场景：print(obj)、str(obj)、字符串格式化（如 f"{obj}"）。

   • 返回值：必须返回字符串。

3. __repr__(self)

   • 用途：面向开发者/程序逻辑，提供结构明确、便于调试或可复现对象的字符串表达式。

   • 触发场景：在交互式终端直接输入变量名、在容器（如 list、dict）中包含该对象并打印容器时、repr(obj)。

4. 回退规则与建议

   • 回退机制：若未定义 __str__ 但定义了 __repr__，print(obj) 会自动降级使用 __repr__ 的返回值；反之，仅定义 __str__ 时，容器内对象仍会显示为默认的内存地址。

   • 最佳实践：优先定义 __repr__ 保证基础开发调试体验，若需额外面向最终用户的显示格式，再补充 __str__。

三、自定义相等比较：__eq__

1. 默认机制：默认情况下 obj1 == obj2 比较的是对象的内存地址（即标识是否相同，相当于 is 运算符）。

2. __eq__(self, other)

   • 用途：自定义 == 运算符的相等比较逻辑。

   • 应用场景：当两个独立对象的关键属性（如 id 或主要字段）完全一致时，认为它们相等。

   • 规范做法：实现时可结合 isinstance(other, ClassName) 进行类型校验。

四、容器化特征：__len__ 与 __getitem__

通过实现这两个方法，可以使自定义对象具备类似列表或字典等容器的行为特征：

1. __len__(self)

   • 用途：让对象支持 len(obj) 内置函数。

   • 要求：必须返回大于等于 0 的整数。

2. __getitem__(self, item)

   • 用途：让对象支持下标索引或键访问语法 obj[item]。

   • 结合使用：当类同时实现了 __len__ 与 __getitem__ 时，不仅能像列表/字典一样取值，还能支持切片与迭代遍历。

五、自定义算术运算：__add__

1. __add__(self, other)

   • 用途：自定义 + 加法运算符的逻辑。

   • 底层调用：表达式 obj1 + obj2 在 Python 内部会被自动转换为 obj1.__add__(obj2) 的调用。

   • 典型用途：用于点/向量坐标叠加、数量合并、对象融合等场景，通常返回一个新的类实例。

六、常见魔法方法语法对照表