python魔法方法-自定义序列详解

Python中的“魔法方法”允许开发者在自定义类型时覆盖Python的内部方法，从而扩展自己的类型。自定义序列是Python中使用魔法方法的常见应用之一。

基本序列协议

在Python中，序列是指能够按顺序访问元素的对象。标准库中的列表(list)、元组(tuple)、字符串(str)、字节数组(bytes array)和range等都是序列类型，它们都遵循着基本序列协议。

1. __len__方法，返回序列长度；
2. __getitem__方法，返回序列中对应元素的值；
3. 可以使用切片操作符(slice)进行切片(slicing)。

自定义序列需要实现这三个魔法方法，还有一些其他的魔法方法可以根据需求实现。

自定义序列示例

接下来，我们通过一个自定义序列示例，来具体了解自定义序列的实现方法。

首先，我们需要定义一个新的类MySeq，它继承自Python内置list类：

class MySeq(list):
    pass

此时，MySeq类实际上就是list类的一个子类，它继承了list类的所有属性和方法。我们现在实现__getitem__方法：

class MySeq(list):
    def __getitem__(self, index):
        print("MySeq getitem: ", index)
        return super().__getitem__(index)

seq = MySeq([0,1,2,3,4])
print(seq[2])

输出结果是：

MySeq getitem:  2
2

可以看出，我们成功地覆盖了Python内置的__getitem__方法，对取值操作进行了自定义处理。

接下来，我们实现__setitem__方法，来进行赋值操作：

class MySeq(list):
    def __getitem__(self, index):
        print("MySeq getitem: ", index)
        return super().__getitem__(index)

    def __setitem__(self, index, value):
        print("MySeq setitem: ", index, value)
        super().__setitem__(index, value)

seq = MySeq([0,1,2,3,4])
seq[2] = "hello"

输出结果是：

MySeq setitem:  2 hello

可以看出，我们成功覆盖了Python内置的__setitem__方法，对赋值操作进行了自定义处理。

至此，我们已经成功地实现了对MySeq类的自定义序列处理，用户可以对其进行修改和查询等操作。

下面再看一个例子，假设我们现在需要实现一个类能够返回斐波那契数列的前N项。我们可以实现一个自定义序列Fibonacci，它的长度和各项值都是可以被访问和修改的：

class Fibonacci:
    def __init__(self, count):
        self._seq = [0,1]
        if count > 2:
            for i in range(2, count):
                self._seq.append(self._seq[-2] + self._seq[-1])

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

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

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

    def __str__(self):
        return str(self._seq)

fib = Fibonacci(10)
print(len(fib))
print(fib[3])
fib[4] = 100
print(fib)

输出结果是：

10
1
[0, 1, 1, 2, 100, 5, 8, 13, 21, 34]

我们在构造函数中生成了前count项斐波那契数列，并使用__len__、__getitem__和__setitem__方法来扩展了这个类的定义，以实现自定义序列的功能。

总结

以上是python魔法方法-自定义序列的详解，我们通过示例了解了自定义序列的基本使用方法并了解了如何定义自己的序列类型。自定义序列的优点在于我们可以扩展内置类型，实现我们所需要的自定义操作，使得代码更加地灵活与高效。