python中存在一些特殊的方法，这些方法通常采用格式：__method__()。这些方法会在特定的情况下自动调用。例如：__new__()、__init__()、__del__() 等生命周期方法。正是这些特殊方法，构建了python的语言风格。特殊方法有很多，比如下面列出来的这些，我们按照类别研究其中的一部分。其他的等到真的用到的再往上加吧。

python中的魔术方法

我们先来看看这些特殊方法有什么用，它作了什么简化，一般在实际情况下我们什么时候才会使用到这些方法。

假设有一个表示在线订单的类，具有购物车 (列表) 和顾客 (代表顾客的str或其他类的实例)两种数据。

在这种情况下，要获得购物车列表的长度是很自然的。新接触 Python 的人可能会选择在他们的类中实现一个叫get_cart_len()的方法来执行此项。但是，你也可以重载内置函数len()，以便在给定对象时返回购物车列表的长度。

在另一种情况下, 我们可能需要添加一些东西到购物车。再次，新接触 Python 的人会想到实现一个append_to_cart()方法，以添加东西到购物车列表。但是你也可以配置运算符+，用它来将新内容添加到购物车中。

Python 使用特殊的方法来做这些。这些特殊方法具有命名约定，其中名称以两个下划线开头, 后跟一个标识符, 并以另一对下划线结尾。(就是我们说的魔术方法啦)

本质上, 每个内置函数或运算符都有一个与之对应的特殊方法。例如，对应于 len()有__len__()，对应于运算符 + 有__add__()。

默认情况下, 大多数内置函数和运算符都不能与自定义类的对象一起使用。必须在类定义中添加相应的特殊方法，才能使对象与内置和运算符兼容。这就是我们接下来要讨论的 python 运算符重载。

执行此操作时，与其关联的函数或运算符的行为将根据方法中定义的方式进行更改。

在说运算符重载之前，我们来看一下魔术方法的特点：(敲黑板儿)

特殊方法定义在class中

不需要直接调用

python的某些函数或操作符会调用相应的特殊方法

运算符重载

目的：让自定义的类生成的对象(实例)能够使用运算符进行操作。依据运算数据的不同，为运算符定义不同的行为。

作用(好处)：

让自定义的实例像内建对象一样进行运算符操作，令用户定义的对象能够使用中缀运算符(如 + 和 | )或一元运算符(如 - 和 ~ )等运算符。

让程序简洁易读；

对自定义对象将运算符赋予新的规则。

我们知道，数据类型 = 数据结构 + 运算 ，有了运算符重载意味着我们可以定义自己的数据类型了。

为了做好灵活性、可用性和安全性方面的平衡，Python对运算符重载施加了一些限制：

不能重载内置类型的运算符；

不能新建运算符，只能重载现有运算符；

某些运算符不能重载，如is、and、or和not(不过位运算符&、| 和 ~可以)。

下面我们来看一个例子：二维向量类的加法。(这个例子太经典啦哈哈哈)

假设有Vector2D类代表一个二维向量。我们知道Vector2D(3,4) + Vector2D(1,1) = Vector2D(4,5)，我们通过重载魔术方法__add__来实现这一功能。

class Vector2D:

def __init__(self, x, y):

self.x = x

self.y = y

def __add__(self, other):

x = self.x + other.x

y = self.y +other.y

return Vector2D(x, y)

def __str__(self):

return "Vector2D(x={}, y={})".format(self.x, self.y)

v1 = Vector2D(1, 2)

v2 = Vector2D(3, 4)

v3 = v1 + v2

print(v3)

Vector2D(x=4, y=6)

结果是正确的，我们并没有调用__add__而是直接使用 + 就可以啦，还记得之前我们说过的魔术方法的特点吗？

当我们在重载双目运算符的时候，会多传入一个参数other。

在上面的例子中我们还重载了一个特殊方法__str__， 我们下面会介绍这个方法， 这个方法通过 print() 函数调用。

接下来我们在重载一些其他的运算：

from math import hypot,sqrt

class Vector:

def __init__(self, x, y):

self.x = x

self.y = y

#__str__方法，会在打印变量时，自动调用

def __str__(self):

return 'Vector(%r,%r)' %(self.x, self.y)

#__abs__函数会在调用abs()函数时，自动调用

def __abs__(self):

#hypot(x,y) 返回欧几里得范数 sqrt(x*x + y*y)

return hypot(self.x, self.y)

#__bool__函数会在调用bool()函数时，自动调用

def __bool__(self):

return bool(abs(self))

# 执行a + b时，自动调用

def __add__(self, other):

x = self.x + other.x

y = self.y + other.y

return Vector(x,y)

# 执行a+=b时，自动调用

def __iadd__(self, other):

return self + other

# 执a * b的时候，会自动调用

def __mul__(self, scalar):

return Vector(self.x * scalar,self.y * scalar)

# 求-a时，自动调用

def __neg__(self):

return Vector(-self.x,-self.y)

def __matmul__():

pass

v1 = Vector(2,4)

v2 = Vector(2,1)

print(v1 + v2)

v = Vector(3,4)

print(abs(v))

print(v * 3)

print(abs(v * 3))

print(-v)

v1 += v2

print(v1)

Vector(4,5)

5.0

Vector(9,12)

15.0

Vector(-3,-4)

Vector(4,5)

在上面我们实现了自加操作，(+=)实际上因为我们实现了 + 操作，解释器会自动实现这个方法。

值得注意的是反向操作，如果你了解 Matlab 一定知道Matlab有左除与右除。python也有类似的用法。我们以加法为例：辨析 __add__()与__radd__()的不同.

先看一个例子：

class A:

def __add__(self, other):

print('A add')

def __radd__(self, other):

print('B add')

class B:

pass

if __name__ == "__main__":

a = A()

b = B()

a + b

b + a

A add

B add

在这个例子中，在b + a 时b没有实现加法操作，那么解释器就调用了，a 的反向方法。

执行a + b 的流程如下：

如果a有__add__方法，而且返回值不是NotImplemented，调用a.__add__(b)，然后返回结果。

如果a没有__add__方法，或者调用__add__方法返回NotImplemented，检查b有没有__radd__方法，如果有，而且没有返回NotImplemented，调用b.__radd__(a)，然后返回结果。

如果b没有__radd__方法，或者调用__radd__方法返回NotImplemented，抛出TypeError，并在错误消息中指明操作数类型不支持。

常见的运算符重载方法

中缀运算符