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Python学习笔记——从入门到报废(二十八、面向对象编程(四))

2026-05-18 09:50:58

上一章，我们使用Animal和Dog的例子讲解了什么是继承，其中Dog中eat函数实现了对Animal中eat函数的重写。除了这种自定义函数的重写，在本章中，我们还会介绍一些特殊的函数重写（重载）。

一、基础重载方法

一些基础的类方法，如构造函数“__init__”、析构函数“__del__”，在前面的内容我们已经讲过如何进行重载，例如继承时对构造函数的重载，按需求销毁对象时自定义的析构函数。

除此外，还有其他的一些基础类方法，可以实现重载，此处举出几个代表，其中obj代表由类生成的对象：

方法/函数名	触发时机/调用方法	用途说明
__init__	创建对象时	初始化对象
__del__	del obj	销毁对象
__str__	str(obj)	获取对象的字符串表示
__len__	len(obj)	获取对象的长度
__contains__	x in obj	对象里是否包含某个成员
__call__	obj()	让对象能够像函数一样被调用
__iter__	for x in obj	迭代器
__getitem__	obj[key]	索引访问，如列表、字典
__setitem__	obj[key] = value	索引赋值

在重写的基础类方法中，我们可以实现一些自定义的代码逻辑。例如对于前面的Dog类，我们创建一个dog对象，并使用str去对其进行字符串表示，得到的结果是：

dog = Dog("金毛", "黄色")print(str(dog))# Output: <__main__.Dog object at 0x10be18710>

会发现，输出内容是程序内部的一些控制量，没有太多实际含义。如果在Dog类中重载str，再进行输出，则可以让结果多样化：

class Dog:    def __str__(self):        return f"这是一只{self.hair_color}的{self.breed}。"dog = Dog("金毛", "黄色")print(str(dog))# Output: 这是一只黄色的金毛。

除此外，对于如“__getitem__”、“__contains__”等类方法，为了实现其预期效果，我们还需要添加如index、key、value等辅助的形参，帮助函数实现内部逻辑。

在重写“__iter__”时，我们通常使用“yield”关键词来替代“return”实现内容的迭代返回。yield将函数变成生成器（Generator），调用时不会立即执行，而是返回一个生成器对象；每次迭代时，函数从上次暂停的地方继续运行，直到再次遇到yield。不正确地说，yield就是返回了一系列值构成的列表。

def count_down(n):    while n > 0:        yield n        n -= 1for i in count_down(3):    print(i, end=" ")# Output: 3 2 1

二、运算符重载

除基础的一些类方法重载，Python也支持对运算符进行重载：

方法/函数名	触发时机/调用方法	用途说明
__eq__ / __ne__	obj == other_obj obj != other_obj	等于或不等于比较
__lt__ / __le__	obj <= other_obj obj < other_obj	小于或小于等于
__gt__ / __ge__	obj >= other_obj obj > other_obj	大于或大于等于
__add__ / __sub__	obj + other_obj obj – other_obj	加减运算
__mul__ / __truediv__	obj * other_obj obj / other_obj	乘除运算

举例，我们定义一个虚数类，并重载运算方法：

class Complex:    def __init__(self, real: float, imag: float):        self.real = real        self.imag = imag    def __str__(self) -> str:        return f"{self.real} + {self.imag}i"    def __add__(self, other):        return Complex(self.real + other.real, self.imag + other.imag)    def __sub__(self, other):        return Complex(self.real - other.real, self.imag - other.imag)    def __mul__(self, other):        return Complex(self.real * other.real - self.imag * other.imag,                        self.real * other.imag + self.imag * other.real)

然后，我们调用几个运算：

c1 = Complex(1, 2)c2 = Complex(3, 4)print(f"c1 = {c1}")            # Outout: c1 = 1 + 2iprint(f"c2 = {c2}")            # Output: c2 = 3 + 4iprint(f"c1 + c2 = {c1 + c2}")  # Output: c1 + c2 = 4 + 6iprint(f"c1 - c2 = {c1 - c2}")  # Output: c1 - c2 = -2 + -2iprint(f"c1 * c2 = {c1 * c2}")  # Output: c1 * c2 = -5 + 10i