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Python魔法之旅-魔法方法(14)

Python魔法之旅-魔法方法(14)

目录

一、概述

1、定义

2、作用

二、应用场景

1、构造和析构

2、操作符重载

3、字符串和表示

4、容器管理

5、可调用对象

6、上下文管理

7、属性访问和描述符

8、迭代器和生成器

9、数值类型

10、复制和序列化

11、自定义元类行为

12、自定义类行为

13、类型检查和转换

14、自定义异常

三、学习方法

1、理解基础

2、查阅文档

3、编写示例

4、实践应用

5、阅读他人代码

6、参加社区讨论

7、持续学习

8、练习与总结

9、注意兼容性

10、避免过度使用

四、魔法方法

44、__length_hint__方法

44-1、语法

44-2、参数

44-3、功能

44-4、返回值

44-5、说明

44-6、用法

45、__lshift__方法

45-1、语法

45-2、参数

45-3、功能

45-4、返回值

45-5、说明

45-6、用法

46、__lt__方法

46-1、语法

46-2、参数

46-3、功能

46-4、返回值

46-5、说明

46-6、用法

五、推荐阅读

1、Python筑基之旅

2、Python函数之旅

3、Python算法之旅

4、博客个人主页

一、概述

1、定义

        魔法方法(Magic Methods/Special Methods,也称特殊方法或双下划线方法)是Python中一类具有特殊命名规则的方法,它们的名称通常以双下划线(`__`)开头和结尾

        魔法方法用于在特定情况下自动被Python解释器调用,而不需要显式地调用它们,它们提供了一种机制,让你可以定义自定义类时具有与内置类型相似的行为。

2、作用

        魔法方法允许开发者重载Python中的一些内置操作或函数的行为,从而为自定义的类添加特殊的功能

二、应用场景

1、构造和析构

1-1、__init__(self, [args...]):在创建对象时初始化属性。
1-2、__new__(cls, [args...]):在创建对象时控制实例的创建过程(通常与元类一起使用)。
1-3、__del__(self):在对象被销毁前执行清理操作,如关闭文件或释放资源。

2、操作符重载

2-1、__add__(self, other)、__sub__(self, other)、__mul__(self, other)等:自定义对象之间的算术运算。
2-2、__eq__(self, other)、__ne__(self, other)、__lt__(self, other)等:定义对象之间的比较操作。

3、字符串和表示

3-1、__str__(self):定义对象的字符串表示,常用于print()函数。
3-2、__repr__(self):定义对象的官方字符串表示,用于repr()函数和交互式解释器。

4、容器管理

4-1、__getitem__(self, key)、__setitem__(self, key, value)、__delitem__(self, key):用于实现类似列表或字典的索引访问、设置和删除操作。
4-2、__len__(self):返回对象的长度或元素个数。

5、可调用对象

5-1、__call__(self, [args...]):允许对象像函数一样被调用。

6、上下文管理

6-1、__enter__(self)、__exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):用于实现上下文管理器,如with语句中的对象。

7、属性访问和描述符

7-1、__getattr__, __setattr__, __delattr__:这些方法允许对象在访问或修改不存在的属性时执行自定义操作。
7-2、描述符(Descriptors)是实现了__get__, __set__, 和__delete__方法的对象,它们可以控制对另一个对象属性的访问。

8、迭代器和生成器

8-1、__iter__和__next__:这些方法允许对象支持迭代操作,如使用for循环遍历对象。
8-2、__aiter__, __anext__:这些是异步迭代器的魔法方法,用于支持异步迭代。

9、数值类型

9-1、__int__(self)、__float__(self)、__complex__(self):定义对象到数值类型的转换。
9-2、__index__(self):定义对象用于切片时的整数转换。

10、复制和序列化

10-1、__copy__和__deepcopy__:允许对象支持浅复制和深复制操作。
10-2、__getstate__和__setstate__:用于自定义对象的序列化和反序列化过程。

11、自定义元类行为

11-1、__metaclass__(Python 2)或元类本身(Python 3):允许自定义类的创建过程,如动态创建类、修改类的定义等。

12、自定义类行为

12-1、__init__和__new__:用于初始化对象或控制对象的创建过程。
12-2、__init_subclass__:在子类被创建时调用,允许在子类中执行一些额外的操作。

13、类型检查和转换

13-1、__instancecheck__和__subclasscheck__:用于自定义isinstance()和issubclass()函数的行为。

14、自定义异常

14-1、你可以通过继承内置的Exception类来创建自定义的异常类,并定义其特定的行为。

三、学习方法

        要学好Python的魔法方法,你可以遵循以下方法及步骤:

1、理解基础

        首先确保你对Python的基本语法、数据类型、类和对象等概念有深入的理解,这些是理解魔法方法的基础。

2、查阅文档

        仔细阅读Python官方文档中关于魔法方法的部分,文档会详细解释每个魔法方法的作用、参数和返回值。你可以通过访问Python的官方网站或使用help()函数在Python解释器中查看文档。

3、编写示例

        为每个魔法方法编写简单的示例代码,以便更好地理解其用法和效果,通过实际编写和运行代码,你可以更直观地感受到魔法方法如何改变对象的行为。

4、实践应用

        在实际项目中尝试使用魔法方法。如,你可以创建一个自定义的集合类,使用__getitem__、__setitem__和__delitem__方法来实现索引操作。只有通过实践应用,你才能更深入地理解魔法方法的用途和重要性。

5、阅读他人代码

        阅读开源项目或他人编写的代码,特别是那些使用了魔法方法的代码,这可以帮助你学习如何在实际项目中使用魔法方法。通过分析他人代码中的魔法方法使用方式,你可以学习到一些新的技巧和最佳实践。

6、参加社区讨论

        参与Python社区的讨论,与其他开发者交流关于魔法方法的使用经验和技巧,在社区中提问或回答关于魔法方法的问题,这可以帮助你更深入地理解魔法方法并发现新的应用场景。

7、持续学习

        Python语言和其生态系统不断发展,新的魔法方法和功能可能会不断被引入,保持对Python社区的关注,及时学习新的魔法方法和最佳实践。

8、练习与总结

        多做练习,通过编写各种使用魔法方法的代码来巩固你的理解,定期总结你学到的知识和经验,形成自己的知识体系。

9、注意兼容性

        在使用魔法方法时,要注意不同Python版本之间的兼容性差异,确保你的代码在不同版本的Python中都能正常工作。

10、避免过度使用

        虽然魔法方法非常强大,但过度使用可能会导致代码难以理解和维护,在编写代码时,要权衡使用魔法方法的利弊,避免滥用。

        总之,学好Python的魔法方法需要不断地学习、实践和总结,只有通过不断地练习和积累经验,你才能更好地掌握这些强大的工具,并在实际项目中灵活运用它们。

四、魔法方法

44、__length_hint__方法

44-1、语法
  1. __length_hint__(self, /)
  2. Private method returning an estimate of len(list(it))
44-2、参数

44-2-1、self(必须)一个对实例对象本身的引用,在类的所有方法中都会自动传递。

44-2-2、/(可选)这是从Python 3.8开始引入的参数注解语法,它表示这个方法不接受任何位置参数(positional-only parameters)之后的关键字参数(keyword arguments)。

44-3、功能

        为那些需要知道迭代器大致长度的函数或方法提供一个长度提示。

44-4、返回值

        返回一个整数或None。

44-5、说明

   __length_hint__方法应该返回一个整数或None

44-5-1、如果返回整数,它应该是一个对迭代器长度的合理估计,这个估计可能并不总是准确的,但它应该尽可能接近实际长度。

44-5-2、如果迭代器长度未知或无法合理估计,则应返回None

44-6、用法
  1. # 044、__length_hint__方法:
  2. # 1、简单的列表包装器
  3. class MyListWrapper:
  4. def __init__(self, lst):
  5. self.lst = lst
  6. def __length_hint__(self):
  7. return len(self.lst)
  8. # 2、迭代器长度提示
  9. class MyIterator:
  10. def __init__(self, numbers):
  11. self.numbers = numbers
  12. self.index = 0
  13. def __iter__(self):
  14. return self
  15. def __next__(self):
  16. if self.index < len(self.numbers):
  17. result = self.numbers[self.index]
  18. self.index += 1
  19. return result
  20. raise StopIteration
  21. def __length_hint__(self):
  22. return len(self.numbers) - self.index
  23. # 3、动态生成的序列
  24. class DynamicSequence:
  25. def __init__(self, start, end):
  26. self.start = start
  27. self.end = end
  28. def __iter__(self):
  29. return self
  30. def __next__(self):
  31. if self.start > self.end:
  32. raise StopIteration
  33. current = self.start
  34. self.start += 1
  35. return current
  36. def __length_hint__(self):
  37. return self.end - self.start + 1 if self.start <= self.end else 0
  38. # 4、缓存长度的迭代器
  39. class CachedLengthIterator:
  40. def __init__(self, iterable):
  41. self.iterable = iterable
  42. self._length = None
  43. def __iter__(self):
  44. return iter(self.iterable)
  45. def __length_hint__(self):
  46. if self._length is None:
  47. self._length = sum(1 for _ in self.iterable)
  48. return self._length
  49. # 5、生成器长度提示(通常不准确,因为生成器是动态的)
  50. def my_generator(n):
  51. for i in range(n):
  52. yield i
  53. class GeneratorWrapper:
  54. def __init__(self, generator_func, *args, **kwargs):
  55. self.generator = generator_func(*args, **kwargs)
  56. self._hint = None
  57. def __iter__(self):
  58. return iter(self.generator)
  59. def __length_hint__(self):
  60. if self._hint is None:
  61. # 注意:这只是一个示例,对于真正的生成器可能不准确
  62. self._hint = sum(1 for _ in self.generator)
  63. return self._hint
  64. # 使用示例:GeneratorWrapper(my_generator, 10)
  65. # 6、模拟数据库查询结果
  66. class DatabaseQueryResult:
  67. def __init__(self, count):
  68. self.count = count
  69. def __length_hint__(self):
  70. return self.count
  71. # 7、文件行数预估(基于文件大小)
  72. class FileLineCounterApprox:
  73. def __init__(self, file_path, avg_line_length=100): # 假设平均行长为100字节
  74. self.file_path = file_path
  75. self.avg_line_length = avg_line_length
  76. def __length_hint__(self):
  77. with open(self.file_path, 'rb') as file:
  78. return file.seek(0, 2) // self.avg_line_length # 粗略估计
  79. # 8、树形结构节点数预估
  80. class TreeNode:
  81. def __init__(self, value, children=None):
  82. self.value = value
  83. self.children = children if children is not None else []
  84. def __length_hint__(self):
  85. # 假设这是一个完全二叉树,用于示例
  86. return (2 ** self.depth()) - 1 if self.is_full_binary_tree() else "unknown"
  87. def depth(self):
  88. # 需要实现一个计算树深度的函数
  89. pass
  90. def is_full_binary_tree(self):
  91. # 需要实现一个检查树是否是完全二叉树的函数
  92. pass
  93. # 注意:在实际应用中,树的长度(即节点数)可能需要递归遍历才能准确计算
  94. # 9、网络请求结果集大小预估
  95. class APIResult:
  96. def __init__(self, response_headers):
  97. self.response_headers = response_headers
  98. def __length_hint__(self):
  99. # 假设API响应头中包含了一个关于结果集大小的字段
  100. content_length = self.response_headers.get('X-Result-Set-Size', None)
  101. return int(content_length) if content_length is not None and content_length.isdigit() else "unknown"
  102. # 注意:这个预估是基于假设的HTTP头字段,实际API可能不会有这样的字段
  103. # 10、流式数据处理长度提示
  104. class StreamProcessor:
  105. def __init__(self, stream):
  106. self.stream = stream
  107. self._processed_count = 0
  108. def process(self, chunk_size=1024):
  109. # 处理流数据,这里只是模拟
  110. for _ in range(chunk_size):
  111. # 假设每次处理一个数据单元
  112. self._processed_count += 1
  113. def __length_hint__(self):
  114. # 流数据长度通常未知,但可以提供已处理的数量
  115. return self._processed_count
  116. # 注意:流数据的长度通常是未知的,除非有额外的信息或上下文
  117. # 11、自定义集合大小预估
  118. class CustomSet:
  119. def __init__(self, iterable=()):
  120. self._set = set(iterable)
  121. self._hint = None
  122. def add(self, item):
  123. self._set.add(item)
  124. self._hint = None # 清除长度提示缓存
  125. def remove(self, item):
  126. self._set.remove(item)
  127. self._hint = None
  128. def __iter__(self):
  129. return iter(self._set)
  130. def __len__(self):
  131. return len(self._set)
  132. def __length_hint__(self):
  133. if self._hint is None:
  134. self._hint = len(self) # 只有在需要时才计算长度
  135. return self._hint
  136. # 注意:在实际应用中,集合的大小可以直接通过len()函数获取,但这里展示了如何使用__length_hint__进行缓存

45、__lshift__方法

45-1、语法
  1. __lshift__(self, other, /)
  2. Return self << other
45-2、参数

45-2-1、self(必须)一个对实例对象本身的引用,在类的所有方法中都会自动传递。

45-2-2、 other(必须)表示与self进行左移操作的另一个对象或整数。

45-2-3、/(可选)这是从Python 3.8开始引入的参数注解语法,它表示这个方法不接受任何位置参数(positional-only parameters)之后的关键字参数(keyword arguments)。

45-3、功能

        用于定义对象与左移位运算符<<的行为。

45-4、返回值

        返回一个与self类型相同或兼容的对象,该对象表示self对象左移other位之后的结果。

45-5、说明

        如果类没有定义__lshift__方法,并且尝试使用左移位运算符<<对其实例进行操作,将会引发一个TypeError。

45-6、用法
  1. # 045、__lshift__方法:
  2. # 1、二进制位移
  3. class BinaryShift:
  4. def __init__(self, value):
  5. self.value = value
  6. def __lshift__(self, other):
  7. return BinaryShift(self.value << other)
  8. if __name__ == '__main__':
  9. a = BinaryShift(4)
  10. b = a << 2 # 相当于 4 << 2 = 16
  11. print(b.value) # 输出 16
  12. # 2、整数列表左移
  13. class IntList:
  14. def __init__(self, values):
  15. self.values = values
  16. def __lshift__(self, other):
  17. if other < 0 or other >= len(self.values):
  18. raise ValueError("Invalid shift amount")
  19. return IntList(self.values[other:] + self.values[:other])
  20. if __name__ == '__main__':
  21. lst = IntList([3, 5, 6, 8, 10, 11, 24])
  22. shifted = lst << 2 # 相当于 [6, 8, 10, 11, 24, 3, 5]
  23. print(shifted.values) # 输出 [6, 8, 10, 11, 24, 3, 5]
  24. # 3、字符串左移
  25. class StringShift:
  26. def __init__(self, value):
  27. self.value = value
  28. def __lshift__(self, other):
  29. if other < 0:
  30. return StringShift(self.value[-other:] + self.value[:-other])
  31. elif other >= len(self.value):
  32. return StringShift(self.value)
  33. else:
  34. return StringShift(self.value[other:] + self.value[:other])
  35. if __name__ == '__main__':
  36. s = StringShift("hello")
  37. shifted = s << 2 # 相当于 "llohe"
  38. print(shifted.value) # 输出 "llohe"
  39. # 4、时间戳左移(模拟时间偏移)
  40. from datetime import datetime, timedelta
  41. class TimestampShift:
  42. def __init__(self, timestamp):
  43. self.timestamp = timestamp
  44. def __lshift__(self, other):
  45. # 假设 other 是天数
  46. return TimestampShift(self.timestamp + timedelta(days=other))
  47. if __name__ == '__main__':
  48. now = datetime.now()
  49. ts = TimestampShift(now)
  50. future = ts << 10 # 10天后的时间
  51. print(future.timestamp) # 输出10天后的日期时间
  52. # 5、图形对象的水平移动
  53. class Shape:
  54. def __init__(self, x, y):
  55. self.x = x
  56. self.y = y
  57. def __lshift__(self, other):
  58. return Shape(self.x + other, self.y)
  59. if __name__ == '__main__':
  60. rect = Shape(10, 24)
  61. moved = rect << 5 # 向右移动5个单位
  62. print(moved.x, moved.y) # 输出 15 24
  63. # 6、权重调整(模拟权重左移)
  64. class WeightedItem:
  65. def __init__(self, value, weight):
  66. self.value = value
  67. self.weight = weight
  68. def __lshift__(self, other):
  69. # 假设 other 是权重增加的因子(例如,左移1位相当于权重乘以2)
  70. return WeightedItem(self.value, self.weight * (2 ** other))
  71. if __name__ == '__main__':
  72. item = WeightedItem('apple', 1)
  73. item_with_higher_weight = item << 1 # 权重变为 2
  74. print(item_with_higher_weight.weight) # 输出 2
  75. # 7、颜色深度调整(模拟颜色通道值的左移)
  76. class Color:
  77. def __init__(self, r, g, b):
  78. self.r = r
  79. self.g = g
  80. self.b = b
  81. def __lshift__(self, other):
  82. # 假设 other 是亮度增加的因子(注意:这里需要确保值在有效范围内)
  83. return Color(min(self.r << other, 255), min(self.g << other, 255), min(self.b << other, 255))
  84. if __name__ == '__main__':
  85. red = Color(255, 0, 0)
  86. brighter_red = red << 1 # 增加亮度
  87. print(brighter_red.r, brighter_red.g, brighter_red.b) # 输出:255 0 0
  88. # 8、频率调整(模拟音频信号频率的左移)
  89. class AudioSignal:
  90. # 这里仅作为示例,实际音频处理会更复杂
  91. def __init__(self, frequencies):
  92. self.frequencies = frequencies
  93. def __lshift__(self, other):
  94. # 假设 other 是频率增加的因子(这在实际中是不准确的,仅作示例)
  95. return AudioSignal([freq * (2 ** other) for freq in self.frequencies])
  96. if __name__ == '__main__':
  97. signal = AudioSignal([100, 200, 300])
  98. higher_freq_signal = signal << 1 # 模拟频率加倍
  99. print(higher_freq_signal.frequencies) # 输出:[200, 400, 600]
  100. # 9、队列元素左移(删除头部元素并在尾部添加新元素)
  101. class Queue:
  102. def __init__(self):
  103. self.items = []
  104. def enqueue(self, item):
  105. self.items.append(item)
  106. def dequeue(self):
  107. if self.is_empty():
  108. raise IndexError("Queue is empty")
  109. return self.items.pop(0)
  110. def is_empty(self):
  111. return len(self.items) == 0
  112. # 模拟左移(删除头部并添加新元素)
  113. def __lshift__(self, new_item):
  114. self.dequeue()
  115. self.enqueue(new_item)
  116. if __name__ == '__main__':
  117. q = Queue()
  118. q.enqueue(1)
  119. q.enqueue(2)
  120. q.enqueue(3)
  121. print(q.items) # 输出 [1, 2, 3]
  122. q << 4 # 删除1并添加4
  123. print(q.items) # 输出 [2, 3, 4]
  124. # 10、价格调整(模拟折扣)
  125. class Price:
  126. def __init__(self, value):
  127. self.value = value
  128. def __lshift__(self, discount_factor):
  129. # 假设 discount_factor 是折扣的百分比(例如,左移1位代表打五折)
  130. # 注意:这里的实现仅作为示例,真实的折扣计算会更复杂
  131. return Price(self.value * (1 - discount_factor / 100))
  132. if __name__ == '__main__':
  133. original_price = Price(100)
  134. discounted_price = original_price << 50 # 假设代表打五折
  135. print(discounted_price.value) # 输出 50.0
  136. # 11、时间线事件的前移
  137. class TimelineEvent:
  138. def __init__(self, name, timestamp):
  139. self.name = name
  140. self.timestamp = timestamp
  141. def __lshift__(self, time_delta):
  142. # 将事件前移指定的时间量
  143. self.timestamp -= time_delta
  144. if __name__ == '__main__':
  145. event = TimelineEvent('Meeting', datetime.now())
  146. print(event.timestamp) # 输出当前时间
  147. event << timedelta(hours=1) # 将事件前移1小时
  148. print(event.timestamp) # 输出前移1小时后的时间
  149. # 12、图形界面中的元素左移
  150. class GUIElement:
  151. def __init__(self, x, y):
  152. self.x = x
  153. self.y = y
  154. def __lshift__(self, shift_amount):
  155. # 将元素向左移动指定的像素量
  156. self.x = max(0, self.x - shift_amount) # 确保元素不会移出容器的左侧边界
  157. def __repr__(self):
  158. # 为了更友好地打印GUIElement对象
  159. return f"GUIElement(x={self.x}, y={self.y})"
  160. # 假设的GUI容器类(仅用于演示)
  161. class GUIContainer:
  162. def __init__(self):
  163. self.elements = []
  164. def add_element(self, element):
  165. # 添加元素到容器中(这里只是简单地将元素添加到列表中)
  166. self.elements.append(element)
  167. # 主程序
  168. if __name__ == '__main__':
  169. # 创建一个GUI容器
  170. container = GUIContainer()
  171. # 创建一个GUI元素(按钮)并添加到容器中(虽然在这里我们并不真正添加到GUI中)
  172. button = GUIElement(100, 50)
  173. # 假设有一个add_element方法添加到容器中(这里我们手动调用)
  174. container.add_element(button)
  175. # 将按钮向左移动20像素
  176. button << 20 # 调用__lshift__方法
  177. # 打印按钮的新位置
  178. print(button) # 输出类似:GUIElement(x=80, y=50)

46、__lt__方法

46-1、语法
  1. __lt__(self, other, /)
  2. Return self < other
46-2、参数

46-2-1、self(必须)一个对实例对象本身的引用,在类的所有方法中都会自动传递。

46-2-2、 other(必须)表示与self进行比较的另一个对象。

46-2-3、/(可选)这是从Python 3.8开始引入的参数注解语法,它表示这个方法不接受任何位置参数(positional-only parameters)之后的关键字参数(keyword arguments)。

46-3、功能

        用于定义对象之间“小于”关系的行为。

46-4、返回值

        返回一个布尔值(True或False),表示self是否小于other。

46-5、说明

        如果没有在类中定义__lt__方法,并且尝试使用<运算符对其实例进行比较,将会引发一个TypeError,除非该类的实例是某个内置类型的子类(如int、float、str等),这些内置类型已经定义了它们自己的__lt__方法。

46-6、用法
  1. # 046、__lt__方法:
  2. # 1、自定义整数类
  3. class MyInt:
  4. def __init__(self, value):
  5. self.value = value
  6. def __lt__(self, other):
  7. if isinstance(other, MyInt):
  8. return self.value < other.value
  9. elif isinstance(other, int):
  10. return self.value < other
  11. else:
  12. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'MyInt' and '{}'".format(type(other).__name__))
  13. if __name__ == '__main__':
  14. a = MyInt(5)
  15. b = MyInt(10)
  16. print(a < b) # True
  17. # 2、自定义字符串长度比较
  18. class StringLength:
  19. def __init__(self, s):
  20. self.s = s
  21. def __lt__(self, other):
  22. if isinstance(other, StringLength):
  23. return len(self.s) < len(other.s)
  24. elif isinstance(other, int):
  25. return len(self.s) < other
  26. else:
  27. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'StringLength' and '{}'".format(type(other).__name__))
  28. if __name__ == '__main__':
  29. s1 = StringLength("apple")
  30. s2 = StringLength("banana")
  31. print(s1 < s2) # True
  32. # 3、自定义日期类
  33. from datetime import date
  34. class MyDate:
  35. def __init__(self, year, month, day):
  36. self.date = date(year, month, day)
  37. def __lt__(self, other):
  38. if isinstance(other, MyDate):
  39. return self.date < other.date
  40. else:
  41. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'MyDate' and '{}'".format(type(other).__name__))
  42. if __name__ == '__main__':
  43. d1 = MyDate(2024, 3, 13)
  44. d2 = MyDate(2024, 6, 4)
  45. print(d1 < d2) # True
  46. # 4、自定义二维点类
  47. class Point:
  48. def __init__(self, x, y):
  49. self.x = x
  50. self.y = y
  51. def __lt__(self, other):
  52. if isinstance(other, Point):
  53. return (self.x, self.y) < (other.x, other.y)
  54. else:
  55. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'Point' and '{}'".format(type(other).__name__))
  56. if __name__ == '__main__':
  57. p1 = Point(3, 6)
  58. p2 = Point(5, 11)
  59. print(p1 < p2) # True
  60. # 5、自定义矩形面积比较
  61. class Rectangle:
  62. def __init__(self, width, height):
  63. self.width = width
  64. self.height = height
  65. @property
  66. def area(self):
  67. return self.width * self.height
  68. def __lt__(self, other):
  69. if isinstance(other, Rectangle):
  70. return self.area < other.area
  71. else:
  72. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'Rectangle' and '{}'".format(type(other).__name__))
  73. if __name__ == '__main__':
  74. rect1 = Rectangle(3, 6)
  75. rect2 = Rectangle(5, 11)
  76. print(rect1 < rect2) # True
  77. # 6、自定义字典按值排序比较(仅比较第一个值)
  78. class ValueSortedDict:
  79. def __init__(self, dict_items):
  80. self.dict_items = sorted(dict_items.items(), key=lambda x: x[1])
  81. def __lt__(self, other):
  82. if isinstance(other, ValueSortedDict):
  83. return self.dict_items[0][1] < other.dict_items[0][1]
  84. else:
  85. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'ValueSortedDict' and '{}'".format(type(other).__name__))
  86. if __name__ == '__main__':
  87. dict1 = {'a': 10, 'b': 24}
  88. dict2 = {'c': 10, 'd': 8}
  89. vsd1 = ValueSortedDict(dict1)
  90. vsd2 = ValueSortedDict(dict2)
  91. print(vsd1 < vsd2) # False
  92. # 7、自定义分数类,按分数值比较
  93. from fractions import Fraction
  94. class FractionWrapper:
  95. def __init__(self, numerator, denominator):
  96. self.fraction = Fraction(numerator, denominator)
  97. def __lt__(self, other):
  98. if isinstance(other, FractionWrapper):
  99. return self.fraction < other.fraction
  100. elif isinstance(other, Fraction):
  101. return self.fraction < other
  102. else:
  103. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'FractionWrapper' and '{}'".format(type(other).__name__))
  104. if __name__ == '__main__':
  105. frac1 = FractionWrapper(10, 24)
  106. frac2 = FractionWrapper(3, 6)
  107. print(frac1 < frac2) # True
  108. # 8、自定义复数类,按模长比较
  109. import math
  110. class ComplexNumber:
  111. def __init__(self, real, imag):
  112. self.real = real
  113. self.imag = imag
  114. @property
  115. def modulus(self):
  116. return math.sqrt(self.real ** 2 + self.imag ** 2)
  117. def __lt__(self, other):
  118. if isinstance(other, ComplexNumber):
  119. return self.modulus < other.modulus
  120. else:
  121. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'ComplexNumber' and '{}'".format(type(other).__name__))
  122. if __name__ == '__main__':
  123. c1 = ComplexNumber(3, 6)
  124. c2 = ComplexNumber(5, 11)
  125. print(c1 < c2) # True
  126. # 9、自定义时间戳类,按时间先后比较
  127. from datetime import datetime, timezone
  128. class Timestamp:
  129. def __init__(self, timestamp):
  130. self.timestamp = datetime.fromtimestamp(timestamp, tz=timezone.utc)
  131. def __lt__(self, other):
  132. if isinstance(other, Timestamp):
  133. return self.timestamp < other.timestamp
  134. elif isinstance(other, datetime):
  135. return self.timestamp < other
  136. else:
  137. raise TypeError("Unsupported operand types for <: 'Timestamp' and '{}'".format(type(other).__name__))
  138. if __name__ == '__main__':
  139. ts1 = Timestamp(1609459200) # 2021-01-01 00:00:00 UTC
  140. ts2 = Timestamp(1609545600) # 2021-01-02 00:00:00 UTC
  141. print(ts1 < ts2) # True
  142. # 10、自定义二维点类,按字典序比较
  143. class Point2D:
  144. def __init__(self, x, y):
  145. self.x = x
  146. self.y = y
  147. def __lt__(self, other):
  148. if not isinstance(other, Point2D):
  149. return NotImplemented
  150. if self.x < other.x:
  151. return True
  152. elif self.x == other.x and self.y < other.y:
  153. return True
  154. return False
  155. def __repr__(self):
  156. return f"Point2D({self.x}, {self.y})"
  157. if __name__ == '__main__':
  158. p1 = Point2D(1, 2)
  159. p2 = Point2D(2, 1)
  160. p3 = Point2D(1, 3)
  161. print(p1 < p2) # True
  162. print(p1 < p3) # True
  163. print(p2 < p3) # False
  164. # 11、自定义图书类,按价格或出版时间比较
  165. from datetime import datetime
  166. class Book:
  167. def __init__(self, title, author, price, publish_date):
  168. self.title = title
  169. self.author = author
  170. self.price = price
  171. self.publish_date = datetime.strptime(publish_date, '%Y-%m-%d')
  172. def __repr__(self):
  173. return f"Book(title={self.title}, author={self.author}, price={self.price}, publish_date={self.publish_date.strftime('%Y-%m-%d')})"
  174. def __lt_by_price__(self, other):
  175. if not isinstance(other, Book):
  176. return NotImplemented
  177. return self.price < other.price
  178. def __lt_by_publish_date__(self, other):
  179. if not isinstance(other, Book):
  180. return NotImplemented
  181. return self.publish_date < other.publish_date
  182. if __name__ == '__main__':
  183. book1 = Book("Python Programming", "Alice", 39.99, "2022-01-01")
  184. book2 = Book("Java for Beginners", "Bob", 29.99, "2021-05-15")
  185. book3 = Book("Database Management", "Charlie", 49.99, "2022-06-30")
  186. # 按价格比较
  187. print(book1.__lt_by_price__(book2)) # True,因为book1的价格比book2高
  188. print(book2.__lt_by_price__(book3)) # True,因为book2的价格比book3低
  189. # 按出版时间比较
  190. print(book1.__lt_by_publish_date__(book2)) # False,因为book1的出版时间比book2晚
  191. print(book2.__lt_by_publish_date__(book3)) # True,因为book2的出版时间比book3早
  192. # 12、自定义学生类,按成绩比较
  193. class Student:
  194. def __init__(self, name, score):
  195. self.name = name
  196. self.score = score
  197. def __repr__(self):
  198. return f"Student(name={self.name}, score={self.score})"
  199. def __lt__(self, other):
  200. if not isinstance(other, Student):
  201. return NotImplemented
  202. return self.score < other.score
  203. if __name__ == '__main__':
  204. student1 = Student("Myelsa", 85)
  205. student2 = Student("Bruce", 90)
  206. student3 = Student("Jimmy", 85)
  207. # 按成绩比较
  208. print(student1 < student2) # True,因为student1的成绩比student2低
  209. print(student1 < student3) # False,因为student1和student3的成绩相同
  210. print(student2 < student3) # False,因为student2的成绩比student3高

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