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Python中的魔术方法（也称为双下方法或特殊方法）是一些有特殊意义的名字，它们可以被重写以改变类的行为。这些方法通常在对象的生命周期中的特定时间点被
Python解释器自动调用。以下是一些常用的魔术方法的总结：
魔术方法介绍
实例创建和初始化
__new__(cls, ...): 创建实例时调用，返回一个实例。__init__(self, ...): 初始化实例时调用。__del__(self): 实例被销毁时调用，用于清理资源。
属性访问
__getattr__(self, name): 访问不存在的属性时调用。__setattr__(self, name, value): 设置属性值时调用。__delattr__(self, name): 删除属性时调用。__getattribute__(self, name): 访问属性时调用，比__getattr__更早。
描述符协议
__get__(self, instance, owner): 获取值时调用。__set__(self, instance, value): 设置值时调用。__delete__(self, instance): 删除值时调用。
迭代器和生成器
__iter__(self): 返回迭代器。__next__(self): 返回容器的下一个元素。__reversed__(self): 返回容器的反向迭代器。
容器类型
__len__(self): 返回容器长度。__getitem__(self, key): 获取容器元素。__setitem__(self, key, value): 设置容器元素。__delitem__(self, key): 删除容器元素。__contains__(self, item): 检查容器是否包含某个元素。
类型转换和表示
__repr__(self): 返回对象的“官方”字符串表示，用于调试。__str__(self): 返回对象的“信息性”字符串表示，用于打印。__bytes__(self): 返回对象的字节串表示。__bool__(self): 返回对象的布尔值。__format__(self, format_spec): 用于格式化对象。__hash__(self): 返回对象的哈希值。__int__(self),__float__(self), etc.: 类型转换方法。
比较操作
__lt__(self, other),__le__(self, other),__eq__(self, other),__ne__(self, other),__gt__(self, other),__ge__(self, other): 比较操作符。__cmp__(self, other): 用于比较的旧方法，已废弃。
数学操作
__add__(self, other),__sub__(self, other),__mul__(self, other),__truediv__(self, other),__floordiv__(self, other),__mod__(self, other), etc.: 数学操作符。__pow__(self, other, mod): 幂运算。__neg__(self),__pos__(self),__abs__(self), etc.: 一元操作符。
通用操作
__round__(self, ndigits): 四舍五入操作。__copy__(self): 浅拷贝。__deepcopy__(self, memo): 深拷贝。
属性定义
__slots__: 用于限制实例属性，优化内存使用。
元类和类创建
__prepare__(name, bases, **kwds): 在类创建前，返回一个用于构造类的映射。__new__(cls, name, bases, namespace, **kwds): 创建类时调用。__init__(self, name, bases, namespace, **kwds): 类创建后调用。
特殊方法的使用
这些特殊方法可以被重写以改变类的行为，但是它们必须严格遵守特定的协议。例如，__eq__ 方法必须返回一个布尔值，__len__ 方法必须返回一个整数，等等。
使用这些特殊方法时，通常不需要调用它们的父类实现，除非你想要扩展而不是完全替换它们的行为。正确地使用这些方法可以提供强大的功能，例如自定义对象的比较、算术操作、字符串表示等。
魔术方法实例
__init__ 和 __new__
__init__ 是初始化方法，而 __new__ 是创建实例的方法。
class Student:
def __new__(cls, name):
print("Creating student object.")
return super().__new__(cls)
def __init__(self, name):
self.name = name
s = Student("Alice")
输出：
Creating student object.
__str__ 和 __repr__
__str__ 是返回对象的“信息性”字符串表示，而 __repr__ 是返回对象的“官方”字符串表示。
class Student:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __str__(self):
return f"Student: {self.name}"
def __repr__(self):
return f"Student('{self.name}')"
s = Student("Alice")
print(str(s)) # Student: Alice
print(repr(s)) # Student('Alice')
__iter__ 和 __next__
__iter__ 返回迭代器，__next__ 返回容器的下一个元素。
class Counter:
def __init__(self, low, high):
self.current = low
self.high = high
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.current > self.high:
raise StopIteration
else:
num = self.current
self.current += 1
return num
counter = Counter(1, 3)
for number in counter:
print(number)
输出：
1
2
3
__len__ 和 __getitem__
__len__ 返回容器长度，__getitem__ 获取容器元素。
class Fibonacci:
def __init__(self):
self.numbers = [0, 1]
def __len__(self):
return len(self.numbers)
def __getitem__(self, index):
while index >= len(self.numbers):
self.numbers.append(self.numbers[-1] + self.numbers[-2])
return self.numbers[index]
fib = Fibonacci()
print(len(fib)) # 2
print(fib[0]) # 0
print(fib[1]) # 1
print(fib[2]) # 1
print(fib[3]) # 2
__eq__ 和 __lt__
__eq__ 比较两个对象是否相等，__lt__ 比较两个对象的大小。
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __eq__(self, other):
return self.name == other.name
def __lt__(self, other):
return self.name < other.name
p1 = Person("Alice")
p2 = Person("Bob")
p3 = Person("Alice")
print(p1 == p3) # True
print(p1 < p2) # True
__call__
__call__ 允许一个实例像函数那样被调用。
class Greeting:
def __init__(self, message):
self.message = message
def __call__(self):
print(self.message)
greet = Greeting("Hello, World!")
greet() # Hello, World!
__format__
__format__ 用于格式化对象。
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __format__(self, spec):
if spec == 'polar':
radius = (self.x ** 2 + self.y ** 2) ** 0.5
theta = (self.y / radius) * 180 / 3.14159 if radius else 0
return f"Polar({radius:.2f}, {theta:.2f})"
else:
return f"Cartesian({self.x:.2f}, {self.y:.2f})"
p = Point(3, 4)
print(f"{p:polar}") # Polar(5.00, 53.13)
print(f"{p}") # Cartesian(3.00, 4.00)
这些示例展示了如何使用Python中的魔术方法来扩展和自定义类的行为。通过重写这些方法，你可以实现复杂的对象行为和交互模式。