Python全栈工程师（0基础到精通）教程 第二十九课（异常（高级）运算符重载）

Posted 2020-12-25 xaopohi-wxf2xn

对象的属性管理函数:
　　getattr(obj, name[,default)
　　　　从对象得到对象的属性，getattr（x， “y”） 等同于x， y 当属性
　　　　不存在时 如果给出default参数则返回default
　　　　如果没有给出default ，则产生一个AttributeError错误

　　hasattr（obj， name）用给定的name返回对象obj是否有此属性
　　　　此种做法可以避免在getattr（obj，name）时引发错误

　　setattr(obj, name, value) 给对象obj的名为name的
　　　　属性设置相应的值value, set(x, ‘y‘, v) 等同于 x.y = v

　　delattr(obj, name) 删除对象obj中的name属性
,　　　　 delattr(x, ‘y‘) 等同于 del x.y

示例：

class Dog:
    pass


d = Dog()
d.color = "白色"

v = getattr(d, "color")   # 等同于 v = d.color
v = getattr(d, "kinds")  # 出错,没有d.kinds属性
v = getattr(d, "kinds", "没有这个属性")  # v= ‘没有这个属性‘
hasattr(d, ‘color‘)  # True
hasattr(d, ‘kinds‘)  # False
setattr(d, ‘kinds‘, ‘京巴‘)  # 等同于d.kinds =‘京巴‘
hasattr(d, ‘kinds‘)  # True
delattr(d, ‘kinds‘)  # 等同于 del d.kinds
hasattr(d, ‘kinds‘)  # False

 

异常（高级）：
　　可以用于异常的语句
　　　　try-except # 捕获异常，得到通知
　　　　try-finally # 左任何流程（正常/异常）都必须执行要执行的语句
　　　　raise # 发送异常
　　　　assert # 根据条件发送异常通知
with 语句：
　　语法：
　　　　with 表达式1[as 变量1]， 表达式2[as 变量2]....
　　作用：
　　　　使用与对资源进行访问的场合，确保使用过程中不管
　　　　是否发生异常都会执行必要的“清理操作”，并释放资源
　　　　（如： 文件使用后自动关闭，线程中锁的自动获取和释放等）
　　说明：
　　　　执行表达式，as子句中的变量绑定生成的对象
　　　　with语句并不改变异常的状态
示例：

 

# with语句打开文件和自动关闭


try:
    with open("a.txt") as f:
        for x in f:
            print(x)
            int("abc")  # 出现异常
except OSError:
    print("文件打开失败")

except ValueError:
    print("文件操作过程中错误")


# try-finally语句打开文件和关闭
try:
    f = open("a.txt")
    for x in f:
        print(x)
except OSError:
    print("打开文件失败")
except ValueError:
    print("文件操作过程中错误")
finally:
    f.close()

    # 修改原来的copy文件功能

src_filename = input("请输入源文件路径名: ")
dst_filename = input(‘请输入目标文件路径名: ‘)

try:
    with open(src_filename, ‘rb‘) as src,            open(dst_filename, ‘wb‘) as dst:  # 打开源文件用来读数据
                while True:
                    b = src.read(4096)
                    if not b:  # 已经再也读不到数据了
                        break
                    dst.write(b)
                print("复制成功")
except OSError:
    print("复制失败")

环境管理器：
　　类内有__enter__和__exit__实例方法的类被称为环境管理器
　　能够用with进行管理的对象必须是环境管理器
　　说明：
　　　　__enter__将在进入with语句时被调用并返回由as变量绑定的对象
　　　　__exit__将在离开with语句时被调用，且可以用参数来判断在
　　　　离开with语句时是否有异常发生并作出相应的处理

示例：

 

# 一个自定义的类创建的对象能够使用ｗｉｔｈ语句

class A:
    ‘‘‘此类的对象可用于ｗｉｔｈ语句进行管理‘‘‘
    def __enter__(self):
        print("已经进入ｗｉｔｈ语句中，资源分配成功")
        return self  # <<<-- 此处返回的对象将由as变量绑定

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("离开ｗｉｔｈ语句,资源释放成功")
        if exc_type is None:
            print("当离开ｗｉｔｈ语句时没有异常")
        else:
            print("有异常发生　异常类型：",exc_type , "异常值：",  exc_val)


with A() as a:
    print("这是ｗｉｔｈ语句中的语句")
    raise ValueError("故意制造的异常")

运算符重载：
　　什么是运算符重载
　　　　让自定义的类生成的对象（实例）能够使用运算符进行操作
　　作用：
　　　　1.让自定义的类的实例能够运行运算符操作
　　　　2.让程序简洁易读
　　　　3.对定义对象将运算符赋予新的运算规则
　　说明：
　　　　运算符重载方法的参数已经有固定含义，不建议改变原有的含义
　　　　算数运算符重载：

方法名 　　　　　　 　　　　 运算符和表达式 　　　　　　 说明
__add__(self, rhs) 　　 　　　　  self + rsh 　　　　　　　　 加法
__sub__(self, rhs) 　　　　　　   self - rsh 　　　　　　　　  减法
__mul__(self, rhs) 　　　　　　   self * rsh 　　　　　　　　  乘法
__truediv__(self, rhs) 　　　　     self / rsh 　　　　　　　　   除法
__floordiv__(self, rhs) 　　　　     self // rsh 　　　　　　        地板除
__mod__(self, rhs) 　　　　　　  self % rsh 　　　　　　　    求模
__pow__(self, rhs) 　　　　          self ** rsh 　　　　　　　　  幂

rhs（self hand side） 右手边

示例：

class MyNumber:
    def __init__(self, val):
        self.data = val

    def __repr__(self):
        return "%d" % self.data

    def __add__(self, rsh):
        v = self.data + rsh.data
        return MyNumber(v)

    def __sub__(self, rsh):
        return MyNumber(self.data - rsh.data)


n1 = MyNumber(100)
n2 = MyNumber(200)
n3 = n1 + n2  # 等同于　n3 = n1.__add__(n2)
# n3 = n1.__add__(n2)
print(t(n1, "-", n2, "=", n1 - n2)

 

反向算术运算符的重载
　　当运算符的左侧为内建类型,右侧为自义类型的对象进行算术运算符运算时,会出现TypeError错误,
　　因无法修改内建类的代码来实现运算符重载,此时需要使用反向算术运算符重载

反向算术运算符重载
方法名 　　　　　　　　　　 运算符和表达式                         说明
__radd__(self, lhs) 　　　　　　 lhs + self 　　　　　　　 　 加法
__rsub__(self, lhs) 　　　　　　 lhs - self 　　　　　　　  　 减法
__rmul__(self, lhs)　　　　　　  lhs * self　　　　　　　   　 乘法
__rtruediv__(self, lhs)　　　　　lhs / self 　　　　　　  　 　 除法
__rfloordiv__(self, lhs)　　　　   lhs // self　　　　　　 　  　 地板除
__rmod__(self, lhs) 　　　　       lhs % self 　　　　　　        取模(求余)
__rpow__(self, lhs)　　　　　    lhs ** self 　　　　　　　  　 幂

lhs(left hand side) 右手边

示例：

# 此示例示意返向算述运算符的重载
class MyList:
    def __init__(self, lst=[]):
        ‘‘‘在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
        　　　bata 用来绑定每个对象自己的列表
        ‘‘‘
        self.beta = [x for x in lst]
        # self.bata = list(lst)

    def __repr__(self):
        return "%s" % self.beta

    def __mul__(self, rhs):

        return MyList(self.beta * rhs)
        print("__mul__　被到调用")

    def __rmul__(self, lhs):
        print("__rmul__　被到调用")
        return MyList(self.beta * lhs)  # 反向传参


L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList(range(4, 7))
L3 = 2 * L1  # L1.__rmul__(2)
print(L3)

L5 = L1 * 2  # L5 = L1.__mul__(2)
print(L5)  # MyList([1, 2, 3, 1, 2, 3])

复合赋值算术运算符的重载
　　以复合赋值算术运算符 x += y 为例,此运算会优先调用x.__iadd__(y) 方法,
　　如果没有__iadd__方法时会将复合赋值运算拆解为 x = x + y,然后调用x = x.__add__(y) 方法
　　如果再不存在 __add__方法则会触发TypeError异常

　　其它复合赋值运算符也具有相同的规则

复合赋值算术运算符重载
　　方法名　　　　　　　　　 运算符和表达式 　　　　　　 说明
__iadd__(self, lhs)　　　　　　 lhs += self 　　　　　　　　 加法
__isub__(self, lhs) 　　　　　　 lhs -= self 　　　　　　　　 减法
__imul__(self, lhs) 　　　　　　 lhs *= self 　　　　　　　　 乘法
__itruediv__(self,lhs) 　　　　　lhs /= self 　　　　　　　　  除法
__ifloordiv__(self, lhs)　　　　   lhs //= self 　　　　　　　　 地板除
__imod__(self, lhs)　　　　　　lhs %= self　　　　　　 　　 取模(求余)
__ipow__(self, lhs) 　　　　　　lhs **= self　　　　　　　　 幂

示例：

class MyList:
    def __init__(self, lst=[]):
        ‘‘‘在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
        　　　bata 用来绑定每个对象自己的列表
        ‘‘‘
        # self.beta = [x for x in lst]
        self.bata = list(lst)

    def __repr__(self):
        return "%s" % self.beta

    def __iadd__(self, rhs):
        self.beta += rhs.beta  # id不变
        return self

    def __add__(self, rhs):
        return MyList(self.beta + rhs.beta)  # id会不变


L = MyList([1, 2, 3])


def f1(lst):
    lst += MyList([4, 5, 6])


f1(L)
print(L)

 

复合赋值算术运算符重载
　　方法名 　　　　　　　　　　 运算符和表达式 　　　　 　　 说明
__lt__(self, rhs) 　　　　　　　　   self < rhs 　　　　　       　   小于
__le__(self, rhs) 　　　　　　　　  self <= rhs 　　　　　      　  小于等于
__gt__(self, rhs) 　　　　　　　　  self > rhs 　　　　　　　  　 大于
__ge__(self, rhs) 　　　　　　　　 self >= rhs 　　　　　　        大于等于
__eq__(self, rhs) 　　　　　　　　 self == rhs 　　　　　　        等于
__ne__(self, rhs) 　　　　　　　　 self != rhs 　　　　　　         不等于
示例：

 

# 此示例示意比较运算符的重载
class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return ‘MyList(%s)‘ % self.data

    def __eq__(self, rhs):
        return self.data == rhs.data

    def __gt__(self, rhs):
        return self.data > rhs.data


L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList([1, 2, 3])

print(L1 == L2)  # True
print(L1 > L2)  # False
# print(L1 == L2)  # 如果没有__eq__　方法判断两个对象的id
# print(L1 > L2)  # 如果没有__gt__　方法报错

位运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__invert__(self) ~ self 取反(一元运算符)
__and__(self, rhs) self & rhs 位与
__or__(self, rhs) self | rhs 位或
__xor__(self, rhs) self ^ rhs 位异或
__lshift__(self, rhs) self << rhs 左移
__rshift__(self, rhs) self >> rhs 右移

反向位运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__rand__(self, lhs) lhs & self 位与
__ror__(self, lhs) lhs | self 位或
__rxor__(self, lhs) lhs ^ self 位异或
__rlshift__(self, lhs) lhs << self 左移
__rrshift__(self, lhs) lhs >> self 右移

复合赋值位运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__iand__(self, rhs) self &= rhs 位与
__ior__(self, rhs) self |= rhs 位或
__ixor__(self, rhs) self ^= rhs 位异或
__ilshift__(self, rhs) self <<= rhs 左移
__irshift__(self, rhs) self >>= rhs 右移

一元运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__invert__(self) ~ self 取反(一元运算符)
__pos__(self) + self 正号
__neg__(self) - self 负号

语法:
def __xxx__(self):

示例：

 

# 此示例示意一元运算符的重载
class MyList:
    def __init__(self, lst=[]):
        ‘‘‘在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
        　　　bata 用来绑定每个对象自己的列表
        ‘‘‘
        self.beta = [x for x in lst]
        # self.bata = list(lst)

    def __repr__(self):
        return "%s" % self.beta

    def __neg__(self):
        return MyList((-x for x in self.beta))

    def __pos__(self):
        return MyList((abs(x) for x in self.beta))
        # L = []
        # for x in self.beta:
        #     if x > 0:
        #         L.append(x)
        #     else:
        #         L.append(-x)
        # return MyList(L)


L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5])
L2 = -L1
print(L2)  # MyList([-1, 2, -3, 4, -5])

# 实现用正号运算符返回全部元素为正数的自定义列表
L3 = + L1
print(L3)  # MyList([1, 2, 3, 4, 5])

 

 

 

 

in / not in 运算符重载
重载方法:
def __contains__(self, e):
....
示例：

# in  not in 重载


class MyList:
    def __init__(self, lst=[]):
        ‘‘‘在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
        　　　bata 用来绑定每个对象自己的列表
        ‘‘‘
        self.beta = [x for x in lst]
        # self.bata = list(lst)

    def __repr__(self):
        return "%s" % self.beta

    def __contains__(self, e):
        return e in self.beta


L1 = MyList([1, 2, -3, 4, -5])

print(2 in L1)
print(3 in L1)
print(4 in L1)
print(5 in L1)

 

索引和切片运算符的重载
方法名 运算符和表达式 说明
__getitem__(self, i) x = self[i] 索引/切片取值
__setitem__(self, i, val) self[i] = val 索引/切片赋值
__delitem__(self, i) del self[i] 删除索引/切片

作用:
让自定义的类的对象能够支持索引和切片操作
示例：

 

# 此示例示意 索引/切片 运算符的重载
class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return ‘MyList(%s)‘ % self.data

    def __getitem__(self, i):
        print("索引i的值是:", i)
        return self.data[i]

    def __setitem__(self, i, v):
        print("__setitem__被调用, i=", i, ‘v=‘, v)
        self.data[i] = v

    def __delitem__(self, i):
        del self.data[i]


L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5])
v = L1[2]  # v = 3
print(v)  # 3
L1[1] = 2
print(L1)  # MyList([1, 2, 3, -4, 5])
del L1[3]
print(L1)  # MyList([1, 2, 3, 5])

slice 函数:
作用:
用于创建一个slice切片对象,此对象存储切片的信息
格式:
slice(start=None, stop=None, step=None)
slice对象的属性
s.start 切片的起始值, 默认为None
s.stop 切片的终止值, 默认为None
s.step 切片的步长, 默认为None
示例：

 

# 此示例示意 索引/切片 运算符的重载
class MyList:
    def __init__(self, iterable):
        self.data = list(iterable)

    def __repr__(self):
        return ‘MyList(%s)‘ % self.data

    def __getitem__(self, i):
        print("索引i的值是:", i)
        if type(i) is int:
            print("正在进行索引操作")
        elif type(i) is slice:
            print("正在进行切片操作")
            print("起始值是:", i.start)
            print("终止值是:", i.stop)
            print("步长值是:", i.step)
        return self.data[i]

    def __setitem__(self, i, v):
        print("__setitem__被调用, i=", i, ‘v=‘, v)
        self.data[i] = v

    def __delitem__(self, i):
        del self.data[i]


L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5])
L2 = L1[::2]
print(L2)

特性属性 @property
实现其它语言所拥有的 getter 和 setter 的功能

作用:
用来模拟一个属性
通过@property 装饰器可以对模拟属性的取值和赋值加以控制
示例见:
示例：

 

class Student:
    def __init__(self, s):
        self.__score = s  # 私有属性,不让其它人任意修改成绩

    @property
    def score(self):
        ‘‘‘伪装模拟私有一个成绩属性　并返回成绩‘‘‘
        return self.__score

    @score.setter
    def score(self, v):
        ‘‘‘实现设置者setter , 对用户的复制加以限制‘‘‘
        assert 0 <= v <= 100, "成绩不合法"
        self.__score = v


s = Student(59)
print(s.score)  # 希望有一个属性能得到成绩　　虚拟属性不能复制
s.score = 80  # 通过s.score　来修改成绩
print(s.score)  # 修改成功　s.score看似属性　是模拟属性　实际内部已经被替换

 

 

问题:
L = [1, 2, 3]
def f1(lst):
lst += [4, 5, 6]

f1(L)
print(L) # [1, 2, 3, 4, 5, 6] 为什么

L = (1, 2, 3)
def f1(lst):
lst += (4, 5, 6) # lst = lst + (4, 5, 6)
f1(L)
print(L) # (1, 2, 3) 为什么

 

练习:
1. 实现两个自定义的列表相加
class MyList:
.... 此处自己实现
L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList(range(4, 7))
L3 = L1 + L2
print(L3) # MyList([1, 2, 3, 4, 5, 6])
L4 = L2 + L1
print(L4) # MyList([4, 5, 6, 1, 2, 3])
L5 = L1 * 2
print(L5) # MyList([1, 2, 3, 1, 2, 3])

 

练习:
实现有序集合类 OrderSet() 能实现两个集合的交集 &,全集 |,
补集 - 对称补集 ^, ==/!= , in/ not in 等操作
要求集合内部用 list 存储
class OrderSet:
...
s1 = OrderSet([1, 2, 3, 4])
s2 = OrderSet([3, 4, 5])
print(s1 & s2) # OrderSet([3, 4])
print(s1 | s2) # OrderSet([1, 2, 3, 4, 5])
print(s1 ^ s2) # OrderSet([1, 2, 5])
if OrderSet([1, 2, 3]) != OrderSet([3, 4, 5]):
print("不相等")
if s2 == OrderSet(3, 4, 5):
print(‘s2 == OrderSet(3, 4, 5) is True‘)
if 2 in s1:
print("2在 s1中")