Ви можете змінити значення оператора в Python залежно від використовуваних операндів. У цьому підручнику ви дізнаєтесь, як використовувати перевантаження оператора в Python об’єктно-орієнтованому програмуванні.
Перевантаження оператора Python
Оператори Python працюють для вбудованих класів. Але один і той же оператор поводиться по-різному з різними типами. Наприклад, +оператор виконає арифметичне додавання двох чисел, об’єднає два списки або об’єднає два рядки.
Ця функція в Python, яка дозволяє одному і тому ж оператору мати різне значення відповідно до контексту, називається перевантаженням оператора.
Отже, що відбувається, коли ми використовуємо їх з об’єктами визначеного користувачем класу? Розглянемо наступний клас, який намагається імітувати точку в 2-D системі координат.
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y p1 = Point(1, 2) p2 = Point(2, 3) print(p1+p2)
Вихідні дані
Відстеження (останній останній дзвінок): Файл "", рядок 9, надрукований (p1 + p2) TypeError: непідтримувані типи операндів для +: 'Point' і 'Point'
Тут ми бачимо, що TypeErrorбуло піднято a , оскільки Python не знав, як скласти два Pointоб'єкти разом.
Однак ми можемо досягти цього завдання в Python за допомогою перевантаження оператора. Але спочатку давайте розберемо поняття про спеціальні функції.
Спеціальні функції Python
Функції класів, які починаються з подвійного підкреслення __, у Python називаються спеціальними функціями.
Ці функції не є типовими функціями, які ми визначаємо для класу. __init__()Функція ми визначили вище , є одним з них. Він викликається кожного разу, коли ми створюємо новий об’єкт цього класу.
У Python є безліч інших спеціальних функцій. Відвідайте спеціальні функції Python, щоб дізнатися більше про них.
Використовуючи спеціальні функції, ми можемо зробити наш клас сумісним із вбудованими функціями.
>>> p1 = Point(2,3) >>> print(p1)
Припустимо, ми хочемо, щоб print()функція друкувала координати Pointоб’єкта замість того, що ми отримали. Ми можемо визначити __str__()метод у нашому класі, який контролює спосіб друку об’єкта. Давайте розглянемо, як ми можемо цього досягти:
class Point: def __init__(self, x = 0, y = 0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x,self.y)
Тепер спробуємо print()функцію ще раз.
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0), (1))".format(self.x, self.y) p1 = Point(2, 3) print(p1)
Вихідні дані
(2, 3)
Так краще. Виявляється, цей самий метод викликається, коли ми використовуємо вбудовану функцію str()або format().
>>> str(p1) '(2,3)' >>> format(p1) '(2,3)'
Отже, коли ви використовуєте str(p1)або format(p1), Python внутрішньо викликає p1.__str__()метод. Звідси і назва, спеціальні функції.
Тепер повернімось до перевантаження оператора.
Перевантаження оператора +
Щоб перевантажити +оператор, нам потрібно буде реалізувати __add__()функцію в класі. З великою силою приходить велика відповідальність. Ми можемо робити все, що нам подобається, всередині цієї функції. Але більш розумно повернути Pointоб’єкт з координатної суми.
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x, self.y) def __add__(self, other): x = self.x + other.x y = self.y + other.y return Point(x, y)
Тепер спробуємо операцію додавання ще раз:
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x, self.y) def __add__(self, other): x = self.x + other.x y = self.y + other.y return Point(x, y) p1 = Point(1, 2) p2 = Point(2, 3) print(p1+p2)
Вихідні дані
(3,5)
Що насправді відбувається, так це те, що, коли ви використовуєте p1 + p2, Python викликає, p1.__add__(p2)що в свою чергу є Point.__add__(p1,p2). Після цього операція додавання виконується так, як ми вказали.
Так само ми можемо перевантажити й інших операторів. Спеціальна функція, яку нам потрібно реалізувати, подана нижче.
| Оператор | Вираз | Внутрішньо |
|---|---|---|
| Додавання | p1 + p2 | p1.__add__(p2) |
| Віднімання | p1 - p2 | p1.__sub__(p2) |
| Множення | p1 * p2 | p1.__mul__(p2) |
| Потужність | p1 ** p2 | p1.__pow__(p2) |
| Відділ | p1 / p2 | p1.__truediv__(p2) |
| Поділ підлоги | p1 // p2 | p1.__floordiv__(p2) |
| Залишок (за модулем) | p1 % p2 | p1.__mod__(p2) |
| Побітовий лівий зсув | p1 << p2 | p1.__lshift__(p2) |
| Побітове зрушення вправо | p1>> p2 | p1.__rshift__(p2) |
| Побітове І | p1 & p2 | p1.__and__(p2) |
| Побітове АБО | p1 | p2 | p1.__or__(p2) |
| Побітовий XOR | p1 p2 | p1.__xor__(p2) |
| Побітове НЕ | ~p1 | p1.__invert__() |
Перевантаження операторів порівняння
Python не обмежує перевантаження оператора лише арифметичними операторами. Ми також можемо перевантажити оператори порівняння.
Припустимо, ми хотіли застосувати символ менше <символу у нашому Pointкласі.
Let us compare the magnitude of these points from the origin and return the result for this purpose. It can be implemented as follows.
# overloading the less than operator class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x, self.y) def __lt__(self, other): self_mag = (self.x ** 2) + (self.y ** 2) other_mag = (other.x ** 2) + (other.y ** 2) return self_mag < other_mag p1 = Point(1,1) p2 = Point(-2,-3) p3 = Point(1,-1) # use less than print(p1
Output
True False FalseSimilarly, the special functions that we need to implement, to overload other comparison operators are tabulated below.
Operator Expression Internally
Less than p1 < p2p1.__lt__(p2)
Less than or equal to p1 <= p2p1.__le__(p2)
Equal to p1 == p2p1.__eq__(p2)
Not equal to p1 != p2p1.__ne__(p2)
Greater than p1> p2p1.__gt__(p2)
Greater than or equal to p1>= p2p1.__ge__(p2)
