Python 魔术方法基础详解

对象销毁

__del__

__del__() 是析构方法，当对象引用计数归零时被调用。注意 del 关键字仅减少引用计数，不一定立即触发 __del__。建议优先使用上下文管理器 (with) 管理资源。

class MyClass:
    def __del__(self):
        print("对象被销毁")

字符串表示与格式化

__repr__ 和 __str__

• __repr__：用于调试，应尽可能还原对象状态。
• __str__：用于用户展示，更友好。

若未定义 __str__，则默认调用 __repr__。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __repr__(self):
        return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"

    def __str__(self):
        return f"{self.name} is {self.age} years old"

p = Person("Alice", 25)
print(str(p))   # Alice is 25 years old
print(repr(p))  # Person(name=Alice, age=25)

__format__

用于自定义格式化输出，配合 f-string 或 format() 使用。

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __format__(self, format_spec):
        if format_spec == "r":
            return f"({self.y}, {self.x})"
        return f"({self.x}, {self.y})"

p = Point(1, 2)
print(f"{p:r}")  # (2, 1)

可调用对象

__call__

使实例像函数一样被调用。

class Adder:
    def __init__(self, n):
        self.n = n

    def __call__(self, x):
        return self.n + x

add_5 = Adder(5)
print(add_5(3))  # 8

比较运算符

通过重载比较方法实现自定义排序或判断。

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __eq__(self, other):
        return self.x == other.x and self.y == other.y

    def __lt__(self, other):
        return (self.x**2 + self.y**2) < (other.x**2 + other.y**2)

v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(2, 1)
print(v1 == v2)  # False
print(v1 < v2)   # True

容器协议

__len__, __getitem__, __setitem__

让类支持 len(), [] 索引操作。

class MyList:
    def __init__(self):
        self.data = []

    def __len__(self):
        return len(self.data)

    def __getitem__(self, index):
        return self.data[index]

    def __setitem__(self, index, value):
        self.data[index] = value

ml = MyList()
ml.append(10)  # 需手动维护 data

迭代器协议

__iter__ 和 __next__

使对象可遍历。

class Counter:
    def __init__(self, start, end):
        self.current = start
        self.end = end

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.current > self.end:
            raise StopIteration
        val = self.current
        self.current += 1
        return val

for i in Counter(1, 3):
    print(i)  # 1, 2, 3

上下文管理器

__enter__ 和 __exit__

支持 with 语句，用于资源自动管理。

class FileManager:
    def __init__(self, filename):
        self.filename = filename
        self.file = None

    def __enter__(self):
        self.file = open(self.filename, 'w')
        return self.file

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        if self.file:
            self.file.close()

with FileManager('test.txt') as f:
    f.write('Hello')

总结

魔术方法是 Python 面向对象编程的核心机制之一。掌握它们可以极大地增强类的灵活性和表现力。从对象生命周期管理到运算符重载，再到自定义迭代和上下文管理，理解并合理使用这些方法能写出更 Pythonic 的代码。