Python学习记录3

从函数到高级魔法方法

Python 是一种通用编程语言，其在科学计算和机器学习领域具有广泛的应用。如果我们打算利用 Python 来执行机器学习，那么对 Python 有一些基本的了解就是至关重要的。本 Python 入门系列体验就是为这样的初学者精心准备的。

函数

函数的定义

还记得 Python 里面“万物皆对象”么？Python 把函数也当成对象，可以从另一个函数中返回出来而去构建高阶函数，比如： 参数是函数、返回值是函数。

  • 函数以def关键字开头，后接函数名和圆括号()。
  • 函数执行的代码以冒号起始，并且缩进。
  • runturn[表达式]结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回None。

def functionname (parameters):
“函数文档字符串”
functionsuite
return [expression]

函数的调用
def printme(str):
    print(str)


printme("我要调用用户自定义函数!")  # 我要调用用户自定义函数!
printme("再次调用同一函数")  # 再次调用同一函数
temp = printme('hello') # hello
print(temp)  # None
函数文档
def MyFirstFunction(name):
    "函数定义过程中name是形参"
    # 因为Ta只是一个形式，表示占据一个参数位置
    print('传递进来的{0}叫做实参，因为Ta是具体的参数值！'.format(name))


MyFirstFunction('老马的程序人生')  
# 传递进来的老马的程序人生叫做实参，因为Ta是具体的参数值！

print(MyFirstFunction.__doc__)  
# 函数定义过程中name是形参

help(MyFirstFunction)
# Help on function MyFirstFunction in module __main__:
# MyFirstFunction(name)
#    函数定义过程中name是形参
函数参数

Python 的函数具有非常灵活多样的参数形态，既可以实现简单的调用，又可以传入非常复杂的参数。从简到繁的参数形态如下：

  • 位置参数 (positional argument)
  • 默认参数 (default argument)
  • 可变参数 (variable argument): *args - 可变参数，可以是从零个到任意个，自动组装成元组。
    加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数
  • 关键字参数 (keyword argument): **kw - 关键字参数，可以是从零个到任意个，自动组装成字典。

「可变参数」和「关键字参数」的同异总结如下：

  • 可变参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数调用时自动组装为一个元组 (tuple)。
  • 关键字参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数内部自动组装为一个字典 (dict)。
  • 命名关键字参数 (name keyword argument)
  • *, nkw - 命名关键字参数，用户想要输入的关键字参数，定义方式是在nkw 前面加个分隔符 *。
  • 如果要限制关键字参数的名字，就可以用「命名关键字参数」
  • 使用命名关键字参数时，要特别注意不能缺少参数名。
def printinfo(arg1, *, nkw, **kwargs):
    print(arg1)
    print(nkw)
    print(kwargs)


printinfo(70, nkw=10, a=1, b=2)
# 70
# 10
# {'a': 1, 'b': 2}

printinfo(70, 10, a=1, b=2)
# TypeError: printinfo() takes 1 positional argument but 2 were given

没有写参数名nwk，因此 10 被当成「位置参数」，而原函数只有 1 个位置函数，现在调用了 2 个，因此程序会报错。

  • 参数组合

在 Python 中定义函数，可以用位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数，这 5 种参数中的 4 个都可以一起使用，但是注意，参数定义的顺序必须是：

  • 位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。
  • 位置参数、默认参数、命名关键字参数和关键字参数。

要注意定义可变参数和关键字参数的语法：

  • *args 是可变参数，args 接收的是一个 tuple
  • **kw 是关键字参数，kw 接收的是一个 dict

命名关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名，同时可以提供默认值。定义命名关键字参数不要忘了写分隔符 *，否则定义的是位置参数。
警告：虽然可以组合多达 5 种参数，但不要同时使用太多的组合，否则函数很难懂。

函数的返回值
def add(a, b):
    return a + b


print(add(1, 2))  # 3
print(add([1, 2, 3], [4, 5, 6]))  # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

def back():
    return [1, '小马的程序人生', 3.14]


print(back())  # [1, '小马的程序人生', 3.14]

def back():
    return 1, '小马的程序人生', 3.14


print(back())  # (1, '小马的程序人生', 3.14)

def printme(str):
    print(str)

temp = printme('hello') # hello
print(temp) # None
print(type(temp))  # <class 'NoneType'>
变量作用域
  • Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
  • 定义在函数内部的变量拥有局部作用域，该变量称为局部变量。
  • 定义在函数外部的变量拥有全局作用域，该变量称为全局变量。
  • 局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。
def discounts(price, rate):
    final_price = price * rate
    return final_price


old_price = float(input('请输入原价:'))  # 98
rate = float(input('请输入折扣率:'))  # 0.9
new_price = discounts(old_price, rate)
print('打折后价格是:%.2f' % new_price)  # 88.20
  • 当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了。
num = 1


def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num)  # 1
    num = 123
    print(num)  # 123


fun1()
print(num)  # 123
内嵌函数
def outer():
    print('outer函数在这被调用')

    def inner():
        print('inner函数在这被调用')

    inner()  # 该函数只能在outer函数内部被调用


outer()
# outer函数在这被调用
# inner函数在这被调用
闭包
  • 是函数式编程的一个重要的语法结构，是一种特殊的内嵌函数。
  • 如果在一个内部函数里对外层非全局作用域的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包。
  • 通过闭包可以访问外层非全局作用域的变量，这个作用域称为 闭包作用域。
def make_counter(init):
    counter = [init]

    def inc(): counter[0] += 1

    def dec(): counter[0] -= 1

    def get(): return counter[0]

    def reset(): counter[0] = init

    return inc, dec, get, reset


inc, dec, get, reset = make_counter(0)
inc()
inc()
inc()
print(get())  # 3
dec()
print(get())  # 2
reset()
print(get())  # 0

如果要修改闭包作用域中的变量则需要 nonlocal 关键字

def outer():
    num = 10

    def inner():
        nonlocal num  # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)

    inner()
    print(num)


outer()

# 100
# 100
递归
  • 如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。
# 利用循环
i = 0
j = 1
lst = list([i, j])
for k in range(2, 11):
    k = i + j
    lst.append(k)
    i = j
    j = k
print(lst)  
# [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

# 利用递归
def recur_fibo(n):
    if n <= 1:
        return n
    return recur_fibo(n - 1) + recur_fibo(n - 2)


lst = list()
for k in range(11):
    lst.append(recur_fibo(k))
print(lst)  
# [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

Lambda表达式

匿名函数的定义

在 Python 里有两类函数：

  • 第一类：用 def 关键词定义的正规函数
  • 第二类：用 lambda 关键词定义的匿名函数

Python 使用 lambda 关键词来创建匿名函数，而非def关键词，它没有函数名，其语法结构如下：

lambda argument_list: expression

  • lambda - 定义匿名函数的关键词。
  • argument_list - 函数参数，它们可以是位置参数、默认参数、关键字参数，和正规函数里的参数类型一样。
  • :- 冒号，在函数参数和表达式中间要加个冒号。
  • expression - 只是一个表达式，输入函数参数，输出一些值。

注意：

  • expression 中没有 return 语句，因为 lambda 不需要它来返回，表达式本身结果就是返回值。
  • 匿名函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
def sqr(x):
    return x ** 2


print(sqr)
# <function sqr at 0x000000BABD3A4400>

y = [sqr(x) for x in range(10)]
print(y)
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

lbd_sqr = lambda x: x ** 2
print(lbd_sqr)
# <function <lambda> at 0x000000BABB6AC1E0>

y = [lbd_sqr(x) for x in range(10)]
print(y)
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]


sumary = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
print(sumary(10, 20))  # 30

func = lambda *args: sum(args)
print(func(1, 2, 3, 4, 5))  # 15
匿名函数的应用

函数式编程 是指代码中每一块都是不可变的，都由纯函数的形式组成。这里的纯函数，是指函数本身相互独立、互不影响，对于相同的输入，总会有相同的输出，没有任何副作用。
非函数式编程

def f(x):
    for i in range(0, len(x)):
         x[i] += 10
    return x

x = [1, 2, 3]
f(x)
print(x)
# [11, 12, 13]

函数式编程

def f(x):
    y = []
    for item in x:
        y.append(item + 10)
    return y

x = [1, 2, 3]
f(x)
print(x)
# [1, 2, 3]

匿名函数 常常应用于函数式编程的高阶函数 (high-order function)中，主要有两种形式：

  • 参数是函数(filter, map)
  • 返回值是函数(closure)

如，在 filter和map函数中的应用：

  • filter(function, iterable) 过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。
odd = lambda x: x % 2 == 1
templist = filter(odd, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
print(list(templist))  # [1, 3, 5, 7, 9]
  • map(function, *iterables) 根据提供的函数对指定序列做映射。
m1 = map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])
print(list(m1))  
# [1, 4, 9, 16, 25]

m2 = map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])
print(list(m2))  
# [3, 7, 11, 15, 19]

除了 Python 这些内置函数，我们也可以自己定义高阶函数。

def apply_to_list(fun, some_list):
    return fun(some_list)

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(apply_to_list(sum, lst))
# 15

print(apply_to_list(len, lst))
# 5

print(apply_to_list(lambda x: sum(x) / len(x), lst))
# 3.0

类与对象

对象=属性+方法

对象是类的实例。换句话说，类主要定义对象的结构，然后我们以类为模板创建对象。类不但包含方法定义，而且还包含所有实例共享的数据。

  • 封装：信息封闭技术
class Turtle:  # Python中的类名约定以大写字母开头
    """关于类的一个简单例子"""
    # 属性
    color = 'green'
    weight = 10
    legs = 4
    shell = True
    mouth = '大嘴'

    # 方法
    def climb(self):
        print('我正在很努力的向前爬...')

    def run(self):
        print('我正在飞快的向前跑...')

    def bite(self):
        print('咬死你咬死你!!')

    def eat(self):
        print('有得吃，真满足...')

    def sleep(self):
        print('困了，睡了，晚安，zzz')


tt = Turtle()
print(tt)
# <__main__.Turtle object at 0x0000007C32D67F98>

print(type(tt))
# <class '__main__.Turtle'>

print(tt.__class__)
# <class '__main__.Turtle'>

print(tt.__class__.__name__)
# Turtle

tt.climb()
# 我正在很努力的向前爬...

tt.run()
# 我正在飞快的向前跑...

tt.bite()
# 咬死你咬死你!!

# Python类也是对象。它们是type的实例
print(type(Turtle))
# <class 'type'>
  • 继承：子类自动共享父类之间数据和方法的机制
class MyList(list):
    pass


lst = MyList([1, 5, 2, 7, 8])
lst.append(9)
lst.sort()
print(lst)

# [1, 2, 5, 7, 8, 9]
  • 多态：不同对象对同一方法响应不同的行动
class Animal:
    def run(self):
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):
    def run(self):
        print('人正在走')


class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('pig is walking')


class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running')


def func(animal):
    animal.run()


func(Pig())
# pig is walking
self是什么

Python 的 self 相当于 C++ 的 this 指针。

class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)


t = Test()
t.prt()
# <__main__.Test object at 0x000000BC5A351208>
# <class '__main__.Test'>

类的方法与普通的函数只有一个特别的区别 —— 它们必须有一个额外的第一个参数名称（对应于该实例，即该对象本身），按照惯例它的名称是 self。在调用方法时，我们无需明确提供与参数 self 相对应的参数。

class Ball:
    def setName(self, name):
        self.name = name

    def kick(self):
        print("我叫%s,该死的，谁踢我..." % self.name)


a = Ball()
a.setName("球A")
b = Ball()
b.setName("球B")
c = Ball()
c.setName("球C")
a.kick()
# 我叫球A,该死的，谁踢我...
b.kick()
# 我叫球B,该死的，谁踢我...
Python的魔法方法

据说，Python 的对象天生拥有一些神奇的方法，它们是面向对象的 Python 的一切...

它们是可以给你的类增加魔力的特殊方法...

如果你的对象实现了这些方法中的某一个，那么这个方法就会在特殊的情况下被 Python 所调用，而这一切都是自动发生的...

类有一个名为init(self[, param1, param2...])的魔法方法，该方法在类实例化时会自动调用。

class Ball:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def kick(self):
        print("我叫%s,该死的，谁踢我..." % self.name)


a = Ball("球A")
b = Ball("球B")
c = Ball("球C")
a.kick()
# 我叫球A,该死的，谁踢我...
b.kick()
# 我叫球B,该死的，谁踢我...
公有和私有

在 Python 中定义私有变量只需要在变量名或函数名前加上“__”两个下划线，那么这个函数或变量就会为私有的了。

类的私有属性实例

class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有变量
    publicCount = 0  # 公开变量

    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print(self.__secretCount)


counter = JustCounter()
counter.count()  # 1
counter.count()  # 2
print(counter.publicCount)  # 2

# Python的私有为伪私有
print(counter._JustCounter__secretCount)  # 2 
print(counter.__secretCount)  
# AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'

类的私有方法实例

class Site:
    def __init__(self, name, url):
        self.name = name  # public
        self.__url = url  # private

    def who(self):
        print('name  : ', self.name)
        print('url : ', self.__url)

    def __foo(self):  # 私有方法
        print('这是私有方法')

    def foo(self):  # 公共方法
        print('这是公共方法')
        self.__foo()


x = Site('老马的程序人生', 'https://blog.csdn.net/LSGO_MYP')
x.who()
# name  :  老马的程序人生
# url :  https://blog.csdn.net/LSGO_MYP

x.foo()
# 这是公共方法
# 这是私有方法

x.__foo()
# AttributeError: 'Site' object has no attribute '__foo'
继承

Python 同样支持类的继承，派生类的定义如下所示：

class DerivedClassName(BaseClassName):
statement-1 ... statement-N

BaseClassName（基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用：

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
statement-1 ... statement-N

Python 虽然支持多继承的形式，但我们一般不使用多继承，因为容易引起混乱。

# 类定义
class People:
    # 定义基本属性
    name = ''
    age = 0
    # 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0

    # 定义构造方法
    def __init__(self, n, a, w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w

    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁。" % (self.name, self.age))


# 单继承示例
class Student(People):
    grade = ''

    def __init__(self, n, a, w, g):
        # 调用父类的构函
        People.__init__(self, n, a, w)
        self.grade = g

    # 覆写父类的方法
    def speak(self):
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级" % (self.name, self.age, self.grade))


# 另一个类，多重继承之前的准备
class Speaker:
    topic = ''
    name = ''

    def __init__(self, n, t):
        self.name = n
        self.topic = t

    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s" % (self.name, self.topic))


# 多重继承
class Sample01(Speaker, Student):
    a = ''

    def __init__(self, n, a, w, g, t):
        Student.__init__(self, n, a, w, g)
        Speaker.__init__(self, n, t)

# 方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法
test = Sample01("Tim", 25, 80, 4, "Python")
test.speak()  
# 我叫 Tim，我是一个演说家，我演讲的主题是 Python

class Sample02(Student, Speaker):
    a = ''

    def __init__(self, n, a, w, g, t):
        Student.__init__(self, n, a, w, g)
        Speaker.__init__(self, n, t)

# 方法名同，默认调用的是在括号中排前地父类的方法
test = Sample02("Tim", 25, 80, 4, "Python")
test.speak()  
# Tim 说: 我 25 岁了，我在读 4 年级
组合
class Turtle:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Fish:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Pool:
    def __init__(self, x, y):
        self.turtle = Turtle(x)
        self.fish = Fish(y)

    def print_num(self):
        print("水池里面有乌龟%s只，小鱼%s条" % (self.turtle.num, self.fish.num))


p = Pool(2, 3)
p.print_num()
# 水池里面有乌龟2只，小鱼3条
类、类对象和实例对象

类对象：创建一个类，其实也是一个对象也在内存开辟了一块空间，称为类对象，类对象只有一个。

实例对象：就是通过实例化类创建的对象，称为实例对象，实例对象可以有多个

类属性：类里面方法外面定义的变量称为类属性。类属性所属于类对象并且多个实例对象之间共享同一个类属性，说白了就是类属性所有的通过该类实例化的对象都能共享。

实例属性：实例属性和具体的某个实例对象有关系，并且一个实例对象和另外一个实例对象是不共享属性的，说白了实例属性只能在自己的对象里面使用，其他的对象不能直接使用，因为self是谁调用，它的值就属于该对象。

注意：属性与方法名相同，属性会覆盖方法。

什么是绑定？

Python 严格要求方法需要有实例才能被调用，这种限制其实就是 Python 所谓的绑定概念。

Python 对象的数据属性通常存储在名为.__ dict__的字典中，我们可以直接访问dict，或利用 Python 的内置函数vars()获取.__ dict__。

class CC:
    def setXY(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def printXY(self):
        print(self.x, self.y)


dd = CC()
print(dd.__dict__)
# {}

print(vars(dd))
# {}

print(CC.__dict__)
# {'__module__': '__main__', 'setXY': <function CC.setXY at 0x000000C3473DA048>, 'printXY': <function CC.printXY at 0x000000C3473C4F28>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'CC' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'CC' objects>, '__doc__': None}

dd.setXY(4, 5)
print(dd.__dict__)
# {'x': 4, 'y': 5}

print(vars(CC))
# {'__module__': '__main__', 'setXY': <function CC.setXY at 0x000000632CA9B048>, 'printXY': <function CC.printXY at 0x000000632CA83048>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'CC' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'CC' objects>, '__doc__': None}

print(CC.__dict__)
# {'__module__': '__main__', 'setXY': <function CC.setXY at 0x000000632CA9B048>, 'printXY': <function CC.printXY at 0x000000632CA83048>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'CC' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'CC' objects>, '__doc__': None}
一些相关的内置函数（BIF）
  • issubclass(class, classinfo) 方法用于判断参数 class 是否是类型参数 classinfo 的子类。
  • 一个类被认为是其自身的子类。
  • classinfo可以是类对象的元组，只要class是其中任何一个候选类的子类，则返回True。
  • isinstance(object, classinfo) 方法用于判断一个对象是否是一个已知的类型，类似type()。
  • type()不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。
  • isinstance()会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。
  • 如果第一个参数不是对象，则永远返回False。
  • 如果第二个参数不是类或者由类对象组成的元组，会抛出一个TypeError异常。
  • hasattr(object, name)用于判断对象是否包含对应的属性。
  • getattr(object, name[, default])用于返回一个对象属性值。
  • setattr(object, name, value)对应函数 getattr()，用于设置属性值，该属性不一定是存在的。
  • delattr(object, name)用于删除属性。
  • class property([fget[, fset[, fdel[, doc]]]])用于在新式类中返回属性值。

fget -- 获取属性值的函数
fset -- 设置属性值的函数
fdel -- 删除属性值函数
doc -- 属性描述信息

魔法方法

魔法方法总是被双下划线包围，例如init。

魔法方法是面向对象的 Python 的一切，如果你不知道魔法方法，说明你还没能意识到面向对象的 Python 的强大。

魔法方法的“魔力”体现在它们总能够在适当的时候被自动调用。

魔法方法的第一个参数应为cls（类方法） 或者self（实例方法）。

  • clc：代表一个类的名称
  • self： 代表一个实例对象的名称
基本的魔法方法
  • init(self[, ...]) 构造器，当一个实例被创建的时候调用的初始化方法。
  • new(cls[, ...]) 在一个对象实例化的时候所调用的第一个方法，在调用init初始化前，先调用new。

new至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由 Python 解释器自动提供，后面的参数直接传递给init。
new对当前类进行了实例化，并将实例返回，传给init的self。但是，执行了new，并不一定会进入init，只有new返回了，当前类cls的实例，当前类的init才会进入。

class A(object):
    def __init__(self, value):
        print("into A __init__")
        self.value = value

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("into A __new__")
        print(cls)
        return object.__new__(cls)


class B(A):
    def __init__(self, value):
        print("into B __init__")
        self.value = value

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("into B __new__")
        print(cls)
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)


b = B(10)

# 结果：
# into B __new__
# <class '__main__.B'>
# into A __new__
# <class '__main__.B'>
# into B __init__

class A(object):
    def __init__(self, value):
        print("into A __init__")
        self.value = value

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("into A __new__")
        print(cls)
        return object.__new__(cls)


class B(A):
    def __init__(self, value):
        print("into B __init__")
        self.value = value

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("into B __new__")
        print(cls)
        return super().__new__(A, *args, **kwargs)  # 改动了cls变为A


b = B(10)

# 结果：
# into B __new__
# <class '__main__.B'>
# into A __new__
# <class '__main__.A'>
  • 若new没有正确返回当前类cls的实例，那init是不会被调用的，即使是父类的实例也不行，将没有init被调用。
  • 利用new实现单例模式。
class Earth:
    pass


a = Earth()
print(id(a))  # 260728291456
b = Earth()
print(id(b))  # 260728291624

class Earth:
    __instance = None  # 定义一个类属性做判断

    def __new__(cls):
        if cls.__instance is None:
            cls.__instance = object.__new__(cls)
            return cls.__instance
        else:
            return cls.__instance


a = Earth()
print(id(a))  # 512320401648
b = Earth()
print(id(b))  # 512320401648
  • del(self) 析构器，当一个对象将要被系统回收之时调用的方法。

Python 采用自动引用计数（ARC）方式来回收对象所占用的空间，当程序中有一个变量引用该 Python 对象时，Python 会自动保证该对象引用计数为 1；当程序中有两个变量引用该 Python 对象时，Python 会自动保证该对象引用计数为 2，依此类推，如果一个对象的引用计数变成了 0，则说明程序中不再有变量引用该对象，表明程序不再需要该对象，因此 Python 就会回收该对象。

大部分时候，Python 的 ARC 都能准确、高效地回收系统中的每个对象。但如果系统中出现循环引用的情况，比如对象 a 持有一个实例变量引用对象 b，而对象 b 又持有一个实例变量引用对象 a，此时两个对象的引用计数都是 1，而实际上程序已经不再有变量引用它们，系统应该回收它们，此时 Python 的垃圾回收器就可能没那么快，要等专门的循环垃圾回收器（Cyclic Garbage Collector）来检测并回收这种引用循环。

算术运算符
  • add(self, other)定义加法的行为：+
  • sub(self, other)定义减法的行为：-
  • mul(self, other)定义乘法的行为：*
  • truediv(self, other)定义真除法的行为：/
  • floordiv(self, other)定义整数除法的行为：//
  • mod(self, other) 定义取模算法的行为：%
  • divmod(self, other)定义当被 divmod() 调用时的行为
  • divmod(a, b)把除数和余数运算结果结合起来，返回一个包含商和余数的元组(a // b, a % b)。
  • pow(self, other[, module])定义当被 power() 调用或 ** 运算时的行为
  • lshift(self, other)定义按位左移位的行为：<<
  • rshift(self, other)定义按位右移位的行为：>>
  • and(self, other)定义按位与操作的行为：&
  • xor(self, other)定义按位异或操作的行为：^
  • or(self, other)定义按位或操作的行为：|
反算术运算符
  • radd(self, other)定义加法的行为：+
  • rsub(self, other)定义减法的行为：-
  • rmul(self, other)定义乘法的行为：*
  • rtruediv(self, other)定义真除法的行为：/
  • rfloordiv(self, other)定义整数除法的行为：//
  • rmod(self, other) 定义取模算法的行为：%
  • rdivmod(self, other)定义当被 divmod() 调用时的行为
  • rpow(self, other[, module])定义当被 power() 调用或 ** 运算时的行为
  • rlshift(self, other)定义按位左移位的行为：<<
  • rrshift(self, other)定义按位右移位的行为：>>
  • rand(self, other)定义按位与操作的行为：&
  • rxor(self, other)定义按位异或操作的行为：^
  • ror(self, other)定义按位或操作的行为：|
增量赋值运算符
  • iadd(self, other)定义赋值加法的行为：+=
  • isub(self, other)定义赋值减法的行为：-=
  • imul(self, other)定义赋值乘法的行为：*=
  • itruediv(self, other)定义赋值真除法的行为：/=
  • ifloordiv(self, other)定义赋值整数除法的行为：//=
  • imod(self, other)定义赋值取模算法的行为：%=
  • ipow(self, other[, modulo])定义赋值幂运算的行为：**=
  • ilshift(self, other)定义赋值按位左移位的行为：<<=
  • irshift(self, other)定义赋值按位右移位的行为：>>=
  • iand(self, other)定义赋值按位与操作的行为：&=
  • ixor(self, other)定义赋值按位异或操作的行为：^=
  • ior(self, other)定义赋值按位或操作的行为：|=
一元运算符
  • neg(self)定义正号的行为：+x
  • pos(self)定义负号的行为：-x
  • abs(self)定义当被abs()调用时的行为
  • invert(self)定义按位求反的行为：~x
属性访问
  • getattr(self, name): 定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为。
  • getattribute(self, name)：定义当该类的属性被访问时的行为（先调用该方法，查看是否存在该属性，若不存在，接着去调用getattr）。
  • setattr(self, name, value)：定义当一个属性被设置时的行为。
  • delattr(self, name)：定义当一个属性被删除时的行为。
class C:
    def __getattribute__(self, item):
        print('__getattribute__')
        return super().__getattribute__(item)

    def __getattr__(self, item):
        print('__getattr__')

    def __setattr__(self, key, value):
        print('__setattr__')
        super().__setattr__(key, value)

    def __delattr__(self, item):
        print('__delattr__')
        super().__delattr__(item)


c = C()
c.x
# __getattribute__
# __getattr__

c.x = 1
# __setattr__

del c.x
# __delattr__
描述符

描述符就是将某种特殊类型的类的实例指派给另一个类的属性。

  • get(self, instance, owner)用于访问属性，它返回属性的值。
  • set(self, instance, value)将在属性分配操作中调用，不返回任何内容。
  • del(self, instance)控制删除操作，不返回任何内容。
class MyDecriptor:
    def __get__(self, instance, owner):
        print('__get__', self, instance, owner)

    def __set__(self, instance, value):
        print('__set__', self, instance, value)

    def __delete__(self, instance):
        print('__delete__', self, instance)


class Test:
    x = MyDecriptor()


t = Test()
t.x
# __get__ <__main__.MyDecriptor object at 0x000000CEAAEB6B00> <__main__.Test object at 0x000000CEABDC0898> <class '__main__.Test'>

t.x = 'x-man'
# __set__ <__main__.MyDecriptor object at 0x00000023687C6B00> <__main__.Test object at 0x00000023696B0940> x-man

del t.x
# __delete__ <__main__.MyDecriptor object at 0x000000EC9B160A90> <__main__.Test object at 0x000000EC9B160B38>
定制序列

协议（Protocols）与其它编程语言中的接口很相似，它规定你哪些方法必须要定义。然而，在 Python 中的协议就显得不那么正式。事实上，在 Python 中，协议更像是一种指南。

迭代器
  • 迭代是 Python 最强大的功能之一，是访问集合元素的一种方式。
  • 迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。
  • 迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。
  • 迭代器只能往前不会后退。
  • 字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器
  • 迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()。
  • iter(object) 函数用来生成迭代器。
  • next(iterator[, default]) 返回迭代器的下一个项目。
  • iterator -- 可迭代对象
  • default -- 可选，用于设置在没有下一个元素时返回该默认值，如果不设置，又没有下一个元素则会触发 StopIteration 异常。
links = {'B': '百度', 'A': '阿里', 'T': '腾讯'}

it = iter(links)
while True:
    try:
        each = next(it)
    except StopIteration:
        break
    print(each)

# B
# A
# T

it = iter(links)
print(next(it))  # B
print(next(it))  # A
print(next(it))  # T
print(next(it))  # StopIteration

把一个类作为一个迭代器使用需要在类中实现两个魔法方法 iter() 与 next() 。

  • iter(self)定义当迭代容器中的元素的行为，返回一个特殊的迭代器对象， 这个迭代器对象实现了
  • next() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成。
  • next() 返回下一个迭代器对象。
  • StopIteration 异常用于标识迭代的完成，防止出现无限循环的情况，在 next() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。
class Fibs:
    def __init__(self, n=10):
        self.a = 0
        self.b = 1
        self.n = n

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
        if self.a > self.n:
            raise StopIteration
        return self.a


fibs = Fibs(100)
for each in fibs:
    print(each, end=' ')

# 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89
生成器
  • 在 Python 中，使用了 yield 的函数被称为生成器（generator）。
  • 跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器。
  • 在调用生成器运行的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时从当前位置继续运行。
  • 调用一个生成器函数，返回的是一个迭代器对象。
def myGen():
    print('生成器执行！')
    yield 1
    yield 2
    
myG = myGen()
for each in myG:
    print(each)

'''
生成器执行！
1
2
'''

myG = myGen()
print(next(myG))  
# 生成器执行！
# 1

print(next(myG))  # 2
print(next(myG))  # StopIteration

用生成器实现斐波那契数列。

def libs(n):
    a = 0
    b = 1
    while True:
        a, b = b, a + b
        if a > n:
            return
        yield a


for each in libs(100):
    print(each, end=' ')

# 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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