数据模型其实是对Python框架的描述，它规范了这门语言自身构建模块的接口，这些模块包括但不限于序列、迭代器、函数、类和上下文管理器。
magic and dunder：魔术方法（magic method）是特殊方法的昵称。有些开发者在提到__getitem__这个特殊方法的时候，会用诸如“下划线--下划线--getitem”这种说法。但会引起歧义，因为像__x这种命名在Python里面也有其他含义。一位大牛用了“双下 -- getitem”这种说法。于是特殊方法也称为双下方法（dunder method）
（一）一摞Python风格的纸牌
Propaedeutics：
Python元组的升级版本 -- namedtuple(具名元组)
因为元组的局限性：不能为元组内部的数据进行命名，所以往往我们并不知道一个元组所要表达的意义，所以在这里引入了 collections.namedtuple 这个工厂函数，来构造一个带字段名的元组。具名元组的实例和普通元组消耗的内存一样多，因为字段名都被存在对应的类里面。这个类跟普通的对象实例比起来也要小一些，因为 Python 不会用 __dict__ 来存放这些实例的属性。
namedtuple 对象的定义如以下格式：
collections.namedtuple(typename, field_names, verbose=False, rename=False) 返回一个具名元组子类 typename，其中参数的意义如下： typename：元组名称 field_names: 元组中元素的名称 rename: 如果元素名称中含有 python 的关键字，则必须设置为 rename=True verbose: 默认就好
import collections
from random import choice
Card = collections.namedtuple('Card',['rank','suit'])
class FrenchDeck:
# ranks = [str(n) for n in range(2,11)] + list('JQAK')
rank = [str(n) for n in range(2,11)] + list('JQAK')
suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()
def __init__(self):
self._cards = [Card(rank,suit) for suit in self.suits for rank in self.rank]
def __len__(self):
return len(self._cards)
"""
如果在类中定义了__getitem__()方法，那么它的实例对象（假设为P）就可以这样P[key]取值。
当实例对象做P[key]运算时，就会调用类中的__getitem__()方法。
"""
def __getitem__(self, position):
return self._cards[position]
beer_card = Card('7','diamonds')
print(beer_card) # Card(rank='7', suit='diamonds')
deck = FrenchDeck()
# 使用len()函数查看一叠牌多少张
print(len(deck)) # 52
# 抽取特定的一张牌 ，这都是由__getitem__方法提供的
print(deck[0]) # Card(rank='2', suit='spades')
print(deck[-1]) # Card(rank='K', suit='hearts')
# 随机抽取一张牌，使用内置的随机选出一个元素的函数 random.choice
print(choice(deck))# Card(rank='J', suit='hearts')
print(choice(deck))# Card(rank='5', suit='hearts')
# 由于__getitem__方法把[]操作交给了self._cards列表故支持切片操作（slicing）操作
print(deck[:3]) # [Card(rank='2', suit='spades'), Card(rank='3', suit='spades'), Card(rank='4', suit='spades')]
print(deck[12::13])
# 另外仅仅实现了 __getitem__函数，这摞牌就变成可迭代了
for card in deck:
print(card)
# 方向迭代操作
for card in reversed(deck):
print(card)
# 迭代通常是隐示的，若一个集合类型没有实现__contains__方法，那么in运算符就会按照顺序做一次迭代搜索
print(Card('Q','hearts')in deck)
# 排序操作
suit_values = dict(spades = 3,hearts = 2,diamonds = 1,clubs = 0)
def spades_high(card):
rank_value = FrenchDeck.rank.index(card.rank)
return rank_value * len(suit_values) + suit_values[card.suit]
for card in sorted(deck,key= spades_high):
print(card)
（二）如何使用特殊方法？
首先特殊方法的存在是为了被Python解释器调用的，你自己并不需要调用它。也就是说没有 obj.__len__() 这种写法，而是使用 len(obj) 这种写法。
1、若obj是你自己自定义类对象，Python会去调用你写的__len__方法。
2、若obj是Python内置的类型，比如列表(list)、字符串(str)、字节序列(bytearray)等，那么CPython会抄个近路，__len__实际上会返回PyVarObject里的ob_size属性。PyVarObject是表示内存中长度可变的内置对象的C语言结构体。直接读取这个值比调用方法快的多。
很多时候，特殊方法的调用是隐式的，比如for I in x:这个语句，背后其实用的是iter(x)，而这个函数背后则是x.__iter__()方法。当然前提是这个方法在x中被实现了。
（三）模拟数值类型
案例：实现二维向量类
Propaedeutics：
abs:是一个内置的函数，输入整数或浮点数，它返回输入值的绝对值；如果输入是复数（complex number），则返回复数的模。
from math import hypot
class Vector:
def __init__(self,x=0,y=0):
self.x = x
self.y = y
def __repr__(self):
return 'Vector(%r,%r)' % (self.x,self.y)
# hypot 返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y)
def __abs__(self):
return hypot(self.x,self.y)
def __bool__(self):
return bool(abs(self))
def __add__(self, other):
x = self.x + other.x
y = self.y + other.y
return Vector(x,y)
def __mul__(self, scalar):
return Vector(self.x * scalar,self.y * scalar)
v1 = Vector(2,4)
v2 = Vector(2,1)
print(v1 + v2)
字符串表示形式：
（注：%和str.format这两种字符串的格式化手段都会使用）
在__repr__的实现中，我们用到了%r来获取对象各个属性的标准字符串表示形式——这是个好习惯，它暗示了一个关键：Vector(1,2)和Vector(‘1’,’2’)是不一样的，后者在我们的定义中会报错，因为向量的构造函数直接受数值而非字符串。
__repr__所返回的字符串应该准确、无歧义，并且尽可能表达出如何用代码创建出这个被打印的对象。
__repr__和__str__的区别在于，后者是在str()函数中被使用，或是再用print函数打印一个对象的时候才被调用的，并且返回的字符串对终端用户友好。
若你想实现两个方法中的一个，__repr__是更好选择。如果一个对象没有__str__函数，而python又需要调用它的时候，解释器会用__repr__来代替。
%r：将变量传递到reor()函数中，结果是将变量转化成适合机器阅读的格式
%s：将变量传递到str()函数中，结果是将变量转化成适合人阅读的格式
算术运算：
通过__add__和__mul__，上例为向量类带来了+和*这两个算术运算。值得注意的是，这两个方法的返回值都是新创建的向量对象，被操作的两个向量（self或other）还是原封不动，代码里只读取了它们的值而已。中缀运算符的基本原则就是不改变操作的对象，而是产生一个新的值。
自定义bool值：
为了判定一个值x为真还是为假，Python会调用bool(x)，这个函数只能返回True/False。默认情况下，我们始终认为一个对象是True，除非这个类对__bool__或者__len__函数有自己的实现。bool(x)的背后调用的是x.__bool__()的结果；如果不存在__bool__方法，那么bool(x)会尝试调用x.__len__()方法。若返回0则为False，否则返回True。
特殊方法一览表：
类的构造、删除： object.__new__(self, ...) object.__init__(self, ...) object.__del__(self) 二元操作符： + object.__add__(self, other) - object.__sub__(self, other) * object.__mul__(self, other) // object.__floordiv__(self, other) / object.__div__(self, other) % object.__mod__(self, other) ** object.__pow__(self, other[, modulo]) << object.__lshift__(self, other) >> object.__rshift__(self, other) & object.__and__(self, other) ^ object.__xor__(self, other) | object.__or__(self, other) 扩展二元操作符： += object.__iadd__(self, other) -= object.__isub__(self, other) *= object.__imul__(self, other) /= object.__idiv__(self, other) //= object.__ifloordiv__(self, other) %= object.__imod__(self, other) **= object.__ipow__(self, other[, modulo]) <<= object.__ilshift__(self, other) >>= object.__irshift__(self, other) &= object.__iand__(self, other) ^= object.__ixor__(self, other) |= object.__ior__(self, other) 一元操作符： - object.__neg__(self) + object.__pos__(self) abs() object.__abs__(self) ~ object.__invert__(self) complex() object.__complex__(self) int() object.__int__(self) long() object.__long__(self) float() object.__float__(self) oct() object.__oct__(self) hex() object.__hex__(self) round() object.__round__(self, n) floor() object__floor__(self) ceil() object.__ceil__(self) trunc() object.__trunc__(self) 比较函数： < object.__lt__(self, other) <= object.__le__(self, other) == object.__eq__(self, other) != object.__ne__(self, other) >= object.__ge__(self, other) > object.__gt__(self, other) 类的表示、输出： str() object.__str__(self) repr() object.__repr__(self) len() object.__len__(self) hash() object.__hash__(self) bool() object.__nonzero__(self) dir() object.__dir__(self) sys.getsizeof() object.__sizeof__(self) 类容器： len() object.__len__(self) self[key] object.__getitem__(self, key) self[key] = value object.__setitem__(self, key, value) del[key] object.__delitem__(self, key) iter() object.__iter__(self) reversed() object.__reversed__(self) in操作 object.__contains__(self, item) 字典key不存在时 object.__missing__(self, key)
相关查阅：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/24567545