掌握Python中的__len__方法（深入解析自定义对象长度的魔术方法）

基本用法示例

下面是一个简单的例子，展示如何在自定义类中实现 __len__ 方法：

class MyList:    def __init__(self, items):        self.items = items        def __len__(self):        return len(self.items)# 使用示例my_list = MyList([1, 2, 3, 4, 5])print(len(my_list))  # 输出: 5

在这个例子中，我们创建了一个 MyList 类，它内部持有一个列表 items。通过实现 __len__ 方法并返回 len(self.items)，我们使得 MyList 的实例可以像内置列表一样使用 len() 函数。

__len__ 方法的返回值要求

需要注意的是，__len__ 方法必须返回一个非负整数（即 0 或正整数）。如果返回负数、浮点数或非数字类型，Python 会抛出 TypeError 异常。

class BadExample:    def __len__(self):        return -1  # 错误！不能返回负数obj = BadExample()# len(obj)  # 这将引发 TypeError: '__len__() should return >= 0'

实际应用场景

在实际开发中，__len__ 方法非常有用。例如，在实现自定义容器（如栈、队列、集合等）时，我们通常希望用户能快速知道容器中有多少元素。

class Stack:    def __init__(self):        self._items = []        def push(self, item):        self._items.append(item)        def pop(self):        if not self._items:            raise IndexError("pop from empty stack")        return self._items.pop()        def __len__(self):        return len(self._items)# 使用示例stack = Stack()stack.push(1)stack.push(2)print(f"栈中有 {len(stack)} 个元素")  # 输出: 栈中有 2 个元素

与其他魔术方法的配合

为了使自定义对象行为更“Pythonic”，我们通常会同时实现多个魔术方法。例如，除了 __len__，还可以实现 __getitem__、__iter__ 等，以支持索引访问和迭代。

class Bookshelf:    def __init__(self, books):        self.books = books        def __len__(self):        return len(self.books)        def __getitem__(self, index):        return self.books[index]        def __iter__(self):        return iter(self.books)shelf = Bookshelf(["Python入门", "算法导论", "设计模式"])print(len(shelf))  # 3for book in shelf:    print(book)

总结

通过本文的学习，你应该已经掌握了 Python __len__方法 的基本用法和重要性。它是 Python面向对象编程 中不可或缺的一部分，也是编写高质量、可读性强的代码的关键技巧之一。记住，合理使用 魔术方法 可以让你的自定义对象表现得像内置类型一样自然。

如果你正在开发需要表示“长度”或“数量”的自定义容器类，不要犹豫，立即为你的类添加 __len__ 方法吧！这不仅符合 Python 的设计哲学，还能让你的代码更加优雅和专业。