python中__truediv__的运算符重载

Posted 2023-03-31

【中文标题】python中__truediv__的运算符重载

【英文标题】：operator overloading for __truediv__ in python

【发布时间】：2015-05-23 05:32:16

【问题描述】：

我正在尝试在 python 中重载除法运算符。

class Fraction:
    def __init__(self,top,bottom):
        def gcd(m, n):
            while m % n != 0:
                old_m = m
                old_n = n
                m = old_n
                n = old_m % old_n
            return n
        common = gcd(top,bottom)
        self.num = top/common
        self.den = bottom/common
    def __str__ (self):
        return str(self.num) + "/" + str(self.den)
    def get_num(self):
        return self.num
    def get_den(self):
        return self.den
    def __add__(self, other_fraction):
        new_num = self.num * other_fraction.den + self.den * other_fraction.num
        new_den = self.den * other_fraction.den
        return Fraction(new_num, new_den)
    def __sub__(self, other_fraction):
        new_num = self.num * other_fraction.den - self.den * other_fraction.num
        new_den = self.den * other_fraction.den
        return Fraction(new_num, new_den)
    def __mul__ (self, other_fraction):
        new_num = self.num * other_fraction.num
        new_den = self.den * other_fraction.den
        return Fraction(new_num, new_den)
    def __truediv__(self, other_fraction):
        new_num = self.num * other_fraction.den
        new_den = self.den * other_fraction.num
        return Fraction(new_num, new_den)

    def __eq__(self, other):
        first_num = self.num * other.den    
        second_num = other.num * self.den
        return first_num == second_num
    
a = Fraction(10,20)
b = Fraction(30,20)
print a
print "numerator is",a.get_num()
print "denominator is",a.get_den()
print "equality is",(a==b)
print "sum is",(a+b)
print "difference is",(a-b)
print "product is",(a*b)
print "division is",(a/b)

但我在__truediv__ 收到错误：

TypeError: /: 'instance' 和不支持的操作数类型 '实例'

代码有什么问题？

【问题讨论】：

from fraction import Fraction

【参考方案1】：

来自docs：

object.__div__(self, other) 
object.__truediv__(self, other)

除法运算符 (/) 由这些方法实现。这 当__future__.division 生效时使用__truediv__() 方法，否则使用__div__()。如果这两种方法中只有一种是 已定义，该对象将不支持备用中的除法 语境;将改为引发 TypeError。

还有here：

Future 语句是对编译器的一个指令，即特定的 [python 程序] 应该使用将被编译的语法或语义 在 Python 的未来版本中可用。未来 声明旨在简化向 Python 未来版本的迁移 对语言进行不兼容的更改。它允许使用 发布前的新功能 功能成为标准。

future_statement: from __future__ import feature

Python 2.x 识别的特征是 unicode_literals， print_function、absolute_import、除法、生成器、nested_scopes 和 with_statement

现在，进行一些测试：

~$ python2.7
Python 2.7.6 (v2.7.6:3a1db0d2747e, Nov 10 2013, 00:42:54) 
[GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 3/2
1
>>> exit()

~$ python3.2
Python 3.2.3 (v3.2.3:3d0686d90f55, Apr 10 2012, 11:25:50) 
[GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 3/2
1.5

所以，你看，/ 运算符的效果在 python 3.x 中发生了变化。您也可以在下面的示例中看到这一点：

class Dog(object):
    def __div__(self, other):
        print("__div__ called")
    def __truediv__(self, other):
        print("__truediv__ called")


Dog() / Dog()

--output:--
~/python_programs$ python2.7 myprog.py 
__div__ called

~/python_programs$ python3.4 myprog.py
__truediv__ called

因为__truediv__在python 2.x中没有被/操作符调用，所以在python 2.x中覆盖__truediv__没有效果。

PEP 238 - PEP 238 -- Changing the Division Operator

We propose the following transitional measures:

    - Classic division will remain the default in the Python 2.x
      series; true division will be standard in Python 3.0.

    - The // operator will be available to request floor[, i.e. integer,] 
      division unambiguously.

    - The future division statement, spelled "from __future__ import
      division", will change the / operator to mean true division
      throughout the [program]

现在，看看这里发生了什么：

from __future__ import division

class Dog(object):
    def __div__(self, other):
        print("__div__ called")
    def __truediv__(self, other):
        print("__truediv__ called")


Dog() / Dog()

--output:--
~/python_programs$ python2.7 myprog.py 
__truediv__ called

~/python_programs$ python3.4 myprog.py
__truediv__ called

现在，您可以在 python 2.x 中获得 / 运算符的 python3.x 效果。因此，现在您可以覆盖 __truediv__ 以使 / 运算符执行您想要的操作。

注意，如果你想在 python 3.x 中进行整数除法，即3/2 => 1，那么你必须使用// 运算符，它由__floordiv__ 实现。同样，如果您在 python 2.x 中执行 from __future__ import division，那么要获得整数除法，您必须使用 // 运算符；如果你想在一个类中重写//操作符，你需要实现__floordiv__。

【讨论】：

非常感谢您的详细解答

【参考方案2】：

object.__truediv__() 特殊方法仅与/ 运算符一起使用，并且仅当您已将 Python 编译器切换为使用真正的除法时：

from __future__ import division

如果您没有使用该导入，/ 运算符将调用 object.__div__() special method（如果存在）。

另一方面，// 运算符调用 object.__floordiv__() special method，您没有实现。