Python运算符重载详解（掌握魔法方法实现自定义运算逻辑）

常用魔法方法一览

以下是一些最常用的用于Python自定义运算符的魔法方法：

• __add__(self, other)：对应 +
• __sub__(self, other)：对应 -
• __mul__(self, other)：对应 *
• __eq__(self, other)：对应 ==
• __lt__(self, other)：对应 <
• __str__(self)：对应 str(obj) 或 print(obj)
• __repr__(self)：对应对象的“官方”字符串表示

实战示例：定义一个二维向量类

下面我们创建一个 Vector2D 类，并为其添加加法、减法和相等比较的功能：

class Vector2D:    def __init__(self, x, y):        self.x = x        self.y = y    def __add__(self, other):        if isinstance(other, Vector2D):            return Vector2D(self.x + other.x, self.y + other.y)        else:            raise TypeError("只能与另一个 Vector2D 实例相加")    def __sub__(self, other):        if isinstance(other, Vector2D):            return Vector2D(self.x - other.x, self.y - other.y)        else:            raise TypeError("只能与另一个 Vector2D 实例相减")    def __eq__(self, other):        if isinstance(other, Vector2D):            return self.x == other.x and self.y == other.y        return False    def __str__(self):        return f"Vector2D({self.x}, {self.y})"    def __repr__(self):        return self.__str__()# 使用示例v1 = Vector2D(1, 2)v2 = Vector2D(3, 4)print(v1 + v2)  # 输出: Vector2D(4, 6)print(v2 - v1)  # 输出: Vector2D(2, 2)print(v1 == Vector2D(1, 2))  # 输出: True

注意事项与最佳实践

1. 类型检查：在魔法方法中，建议使用 isinstance() 检查参数类型，避免意外行为。
2. 对称性：对于加法等可交换运算，如果需要支持 int + Vector2D 这样的反向操作，还需实现 __radd__ 方法。
3. 一致性：如果你重载了 __eq__，通常也应该重载 __hash__（除非对象是可变的）。
4. 不要滥用：运算符重载应保持语义清晰，不要让 + 做完全不相关的事情，否则会降低代码可读性。

总结

Python运算符重载通过魔法方法赋予自定义类更自然、更直观的操作方式。它是Python面向对象编程中的重要技巧，能显著提升代码的表达力和用户体验。掌握这些方法后，你就能写出像内置类型一样流畅、优雅的自定义类了！

关键词回顾：Python运算符重载、Python魔法方法、Python面向对象编程、Python自定义运算符。