1.基础知识
python中所谓运算符重载，其实质为在类中定义从新定义其内在的函数，该类函数的显著特征表现为以"__"开始和结束。因此，当实例化该类时，会调用你从新定义的方法。
2.常见的运算符重载方法
__init__ （构造函数）；触发方式：X=classname(args)，实例化类，传参。 __del__（析构函数）；触发方式：X对象收回。 __add__（‘+’运算符）；触发方式：X+Y，X+=Y __or__（‘|’运算符）；触发方式：X|Y，X=|Y __repr__,__str__（打印、转换）；触发方式：print(X)、repr(X)、str(X)。 __call__（函数调用）；触发方式：X(args)。 __getattr__（访问属性）；触发方式：X.undefinded。 __setattr__（属性赋值）；触发方式：X.any=value。 __delattr__（删除属性）；触发方式：del X.any。 __getitem__（索引、分片、迭代）；触发方式：X[key]，X[i:j]、没有重载__iter__方法的for循环和其他迭代操作。 __setitem__（索引赋值和切片赋值）；触发方式：X[key]=value，X[i:j]=iterable。 __delitem__（索引删除和分片删除）；触发方式：del X[key]、del X[i:j]。 __len__（长度）；触发方式：len(X)，没有重载__bool__方法的真值测试。 __bool__（布尔测试）；触发方式：bool(X)。 __lt__，__gt__，__le__，__ge__，__eq__，__ne__（比较）；触发方式：X<Y、X>Y、X<=Y、X>=Y、X==Y、X!=Y。 __radd__（右侧‘+’）；触发方式：Other+X。 __iadd__（原位置‘+=’操作）；触发方式：X+=Y，若没有重载该方法，则使用__add__。 __iter__，__next__（迭代上下文）；触发方式：I=iter(X)，next(I)；for循环，没有重载__contains()方法的in操作、所有的推导表达式、map(func,iterable)等。 __contains__（成员关系测试）；触发方式：item in X （测试item是否在X中）。 __index__（整数值转化）；触发方式：hex(x)，bin(x)，oct(x)，O(x)。 __enter__，__exit__（上下文管理器）；触发方式：with obj as var：。 __get__、__set__、__delete__（描述符属性）；触发方式：X.attr、X.attr=value、del X.attr。 __new__（创建）；触发方式：在__init__前创建。
2.1构造函数
class Number: def __init__(self,value): self.data=value num=Number(3)#构造函数主要用于为类传参 print(num.data)
2.2索引和切片：__getitem__、__setitem__
如果定义一个类重载了__getitem__，该方法就会自动被调用并进行实例的索引运算，该方法就像模拟列表的下标访问元素类似，即实例X[i]，将X作为第一个参数传入，i作为第二个参数传入。此外该方法还可以用于切片表达式。
在列表中，如L=[1,2,3,4,5]中，切片L[0:1]，其中“0：1”传入其实质就是一个切片对象。slice(0,1)，该切片对象有3个常见属性，start、stop、step。
__setitem__赋值传入3个参数，self默认，key和value。key相当于X[i]=10，中的i，value相当于10。
for语句通过使用从0到更大索引值，重复对序列进行索引运算，直到检测到超出边界的IndexError异常。因此，该方法可以用于重载迭代方式。若重载了该方法for循环每次都会通过连续的更高的偏移量来调用__getitem__方法。
其中in、列表推导、内置函数map、列表和元组赋值运算以及类型构造都会调用该方法。
class Indexer: data=[1,2,3,4,5] def __getitem__(self, item): if isinstance(item,int): print('indexing:',item) #若传入为一个整数则返回其下标 else: #传统入切片对象返回切片列表和start、stop、step值 print('slicing',item.start,item.stop,item.step) return self.data[item] def __setitem__(self, index, value):#为切片赋值 self.data[index]=value print(self.data) X=Indexer() #实例化对象 print(X[0:2:1]) X[0]=10
class StepperIndex: def __getitem__(self, i): return self.data[i] X=StepperIndex() X.data='spam' for i in X: print(i) print('p' in X)#in关系测试 print([c for c in X])#列表推导 print(list(map(str.upper,X))) #map内置函数 (a,b,c,d)=X list(X) tuple(X)
2.3__index__方法在使用时会返回一个整数值
class C: def __index__(self): return 255 X=C() print(hex(X)) print(bin(X)) print(oct(X))
2.4可迭代对象：__iter__和__next__
尽管__getitem__可以用做迭代，但在python中所有迭代会首先寻找__iter__方法。即若类中重载了__iter__就首先选择该类方法来实现迭代。从技术的角度，迭代上下文是通过将一个可迭代对象传入到内置函数iter中，并调用__iter__方法实现，该方法返回的是一个迭代器对象，python会重复调用__next__方法产生元素。同样该方法也可以进行成员关系in、类型构造、序列赋值运算等，与__getitem__不同的是一个类的__iter__被设计成单次遍历。
class Squares: def __init__(self,start,stop): self.value=start-1 self.stop=stop def __iter__(self): return self def __next__(self): if self.value==self.stop: raise StopIteration self.value+=1 return self.value**2 if __name__=='__main__': for i in Squares(1,5): print(i) X=Squares(1,3) I=iter(X) print(next(I)) print(next(I)) print(next(I)) print([n for n in X]) #单次迭代，返回空[]
当然，在定义类是也可以通过一些方法实现多次迭代，要想实现多次迭代效果，__iter__只需替换为一个新的状态对象，而不是像上例中返回self。
class SkipObject: def __init__(self,wrapped): self.wrapped=wrapped def __iter__(self): return SkipIterator(self.wrapped) class SkipIterator: def __init__(self,wrapped): self.wrapped=wrapped self.offset=0 def __next__(self): if self.offset>=len(self.wrapped): raise StopIteration else: item=self.wrapped[self.offset] self.offset+=2 return item if __name__=='__main__': skipper=SkipObject('abcdef') I=iter(skipper) print(next(I),next(I),next(I)) print([c for c in skipper]) #['a', 'c', 'e']支持多次迭代
2.5成员关系：__contains__，__iter__，__getitem__。
在in测试，__contains__优先级最高，其次__iter__，最后__getitem__。
class Iters: def __init__(self,values): self.data=values def __getitem__(self, item): print('get[%s]:' %item,end='') return self.data[item] def __iter__(self): print('iter=>',end='') self.ix=0 return self def __next__(self): print('next:',end='') if self.ix==len(self.data):raise StopIteration item=self.data[self.ix] self.ix+=1 return item def __contains__(self, x): print('contains:',end='') return x in self.data if __name__=='__main__': X=Iters([1,2,3,4,5]) print(3 in X) #contains:True for i in X: #iter=>next:1| next:2| next:3| next:4| next:5| next: print(i,end='| ') print(' ') print([i**2 for i in X]) #iter=>next:next:next:next:next:next:[1, 4, 9, 16, 25] print(list(map(bin,X))) #iter=>next:next:next:next:next:next:['0b1', '0b10', '0b11', '0b100', '0b101'] I=iter(X) while True: try: print(next(I),end='@') #iter=>next:1@next:2@next:3@next:4@next:5@next: except StopIteration: break
2.6属性访问__getattr__、__setattr__，
__getattr__方法用于属性访问。通俗来说就是对象的点访问操作。如：X.age。当对一个未定义的属性名访问（即没有在类中定义该属性）时，会调用该方法。
__setattr__会拦截默认的属性赋值方法，如果定义或继承了该方法self.attr=value会变成self.__setattr__('attr',value)。允许你的类捕获对属性的改变。但直接使用时要注意。在__setattr__中对任何self属性赋值，都会再次调用__setattr__，这潜在地导致了无穷递归循环。可以通过实例属性的赋值转换为对属性字典的赋值来避免无限循环。还可以通过调用把任意一个属性赋值传递给一个更高级的父类；object.__setattr__(self,attr,value)。
__delattr__将传入属性删除，和__setattr__属性一样，要通过__dict__或父类来避免无穷递归调用
class Empty: def __getattr__(self, attrname): if attrname=='age': return 40 else: raise AttributeError(attrname) def __setattr__(self, attr, value): if attr=='name': object.__setattr__(self,attr,value) self.__dict__[attr]=value else: raise AttributeError(attr+' not allowed') def __delattr__(self, item): if item=='name': self.__dict__[item]=None X=Empty() print(X.age) X.name='hello' print(X.name) del X.name print(X.name) #None
2.7字符串显示：__repr__、__str__
简单理解，定制该两类对象可以改变默认print值。
__str__:会首先被打印操作和str内置函数尝试。通常应当返回一个用户友好的显示。
__repr__:用于所有场景，包括交互式命令行、repr函数、嵌套显示，以及没有重写__str__的打印和str调用。通常应该返回一个编码字符串，可以用来从新创造对象，或者给开发者一个详细显示。
两个方法都必须返回字符串。 其他类型不会被自动转化；
__str__用户友好显示只会应用在对象出现在打印操作时，内嵌在更大对象仍然使用__repr__或默认方式；
2.8右侧加法和原位置加法：__radd__、__iadd__
一般条件下，__add__方法不支持实例对象写在+运算符右侧。如下所示
class Adder: def __init__(self,value=0): self.value=value def __add__(self, other): return self.value+other x=Adder(5) print(x+2) print(2+x) #TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'Adder'
__radd__:只有当+右侧是实例对象且左侧不是实例对象时，才会调用__radd__方法，在其他所有情况下都是调用__add__
class Commuter1: def __init__(self,val): self.val=val def __add__(self, other): print('add',self.val,other) return other+self.val def __radd__(self, other): print('radd',self.val,other) return other+self.val x=Commuter1(88) y=Commuter1(99) # print(x+1) print(1+x) print(x+y)
在__radd__中重用__add__：
为了在运算中没有位置限制，有时只需从用__add__来实现__radd__。简单来说，有三种实现方式，
直接调用__add__;
交换位置并再次使用加法来间接地触发__add__;
在类的作用域把__radd__=__add__。
class Communter2: def __init__(self,val): self.val=val def __add__(self, other): print('add',self.val,other) return self.val+other def __radd__(self, other): return self.__add__(other) class Communter3: def __init__(self,val): self.val=val def __add__(self, other): print('add',self.val,other) return self.val+other def __radd__(self, other): return self+other class Communter4: def __init__(self,val): self.val=val def __add__(self, other): print('add',self.val,other) return self.val+other __radd__=__add__ x=Communter2(2) y=Communter3(2) z=Communter4(2) print(1+x,2+y,3+z)
为了同时实现+=原位置加法扩展，可以编写一个__iadd__或__add__，如果前者缺省的话就会退而求其次使用后者。
2.9调用表达式：__call__
当调用实例时会使用__call__方法，
class Prod: def __init__(self,value): self.value=value def __call__(self, other): return self.value *other x=Prod(2) print(x(3))