Python语言提供了运算符重载功能，增强了语言的灵活性，这一点与C++有点类似又有些不同。鉴于它的特殊性，今天就来讨论一下Python运算符重载。

      Python语言本身提供了很多魔法方法，它的运算符重载就是通过重写这些Python内置魔法方法实现的。这些魔法方法都是以双下划线开头和结尾的，类似于__X__的形式，python通过这种特殊的命名方式来拦截操作符，以实现重载。当Python的内置操作运用于类对象时，Python会去搜索并调用对象中指定的方法完成操作。

       类可以重载加减运算、打印、函数调用、索引等内置运算，运算符重载使我们的对象的行为与内置对象的一样。Python在调用操作符时会自动调用这样的方法，例如，如果类实现了__add__方法，当类的对象出现在+运算符中时会调用这个方法。

常见运算符重载方法

       下面对常用的运算符方法的使用进行一下介绍。

构造函数和析构函数：__init__和__del__

       它们的主要作用是进行对象的创建和回收，当实例创建时，就会调用__init__构造方法。当实例对象被收回时，析构函数__del__会自动执行。

[python] 
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1. >>> class Human():  
2. …     def __init__(self, n):  
3. …         self.name = n  
4. …             print(“__init__ “,self.name)  
5. …     def __del__(self):  
6. …         print(“__del__”)  
7. …   
8. >>> h = Human(‘Tim’)  
9. __init__  Tim  
10. >>> h = ‘a’  
11. __del__  

加减运算：__add__和__sub__

       重载这两个方法就可以在普通的对象上添加＋－运算符操作。下面的代码演示了如何使用＋－运算符，如果将代码中的__sub__方法去掉，再调用减号运算符就会出错。

[python] 
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1. >>> class Computation():  
2. …     def __init__(self,value):  
3. …         self.value = value  
4. …     def __add__(self,other):  
5. …         return self.value + other  
6. …     def __sub__(self,other):  
7. …         return self.value – other  
8. …   
9. >>> c = Computation(5)  
10. >>> c + 5  
11. 10  
12. >>> c – 3  
13. 2  

对象的字符串表达形式：__repr__和__str__

       这两个方法都是用来表示对象的字符串表达形式：print()、str()方法会调用到__str__方法，print()、str()和repr()方法会调用__repr__方法。从下面的例子可以看出，当两个方法同时定义时，Python会优先搜索并调用__str__方法。

[python] 
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1. >>> class Str(object):  
2. …     def __str__(self):  
3. …         return “__str__ called”      
4. …     def __repr__(self):  
5. …         return “__repr__ called”  
6. …   
7. >>> s = Str()  
8. >>> print(s)  
9. __str__ called  
10. >>> repr(s)  
11. ‘__repr__ called’  
12. >>> str(s)  
13. ‘__str__ called’  

索引取值和赋值：__getitem__, __setitem__

       通过实现这两个方法，可以通过诸如 X[i] 的形式对对象进行取值和赋值，还可以对对象使用切片操作。

[python] 
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1. >>> class Indexer:  
2.     data = [1,2,3,4,5,6]  
3.     def __getitem__(self,index):  
4.         return self.data[index]  
5.     def __setitem__(self,k,v):  
6.         self.data[k] = v  
7.         print(self.data)  
8. >>> i = Indexer()  
9. >>> i[0]  
10. 1  
11. >>> i[1:4]  
12. [2, 3, 4]  
13. >>> i[0]=10  
14. [10, 2, 3, 4, 5, 6]  

设置和访问属性：__getattr__、__setattr__

       我们可以通过重载__getattr__和__setattr__来拦截对对象成员的访问。__getattr__在访问对象中不存在的成员时会自动调用。__setattr__方法用于在初始化对象成员的时候调用，即在设置__dict__的item时就会调用__setattr__方法。具体例子如下：

[python] 
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1. class A():  
2.     def __init__(self,ax,bx):  
3.         self.a = ax  
4.         self.b = bx  
5.     def f(self):  
6.         print (self.__dict__)  
7.     def __getattr__(self,name):  
8.         print (“__getattr__”)  
9.     def __setattr__(self,name,value):  
10.         print (“__setattr__”)  
11.         self.__dict__[name] = value  
12.   
13. a = A(1,2)  
14. a.f()  
15. a.x  
16. a.x = 3  
17. a.f()  

       上面代码的运行结果如下，从结果可以看出，访问不存在的变量x时会调用__getattr__方法；当__init__被调用的时候，赋值运算也会调用__setattr__方法。

[python] 
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1. __setattr__  
2. __setattr__  
3. { ‘a’: 1, ‘b’: 2}  
4. __getattr__  
5. __setattr__  
6. { ‘a’: 1, ‘x’: 3, ‘b’: 2}  

迭代器对象: __iter__,  __next__

       Python中的迭代，可以直接通过重载__getitem__方法来实现，看下面的例子。

[python] 
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1. >>> class Indexer:  
2. …     data = [1,2,3,4,5,6]  
3. …     def __getitem__(self,index):  
4. …             return self.data[index]  
5. …   
6. >>> x = Indexer()  
7. >>> for item in x:  
8. …     print(item)  
9. …   
10. 1  
11. 2  
12. 3  
13. 4  
14. 5  
15. 6  

       通过上面的方法是可以实现迭代，但并不是最好的方式。Python的迭代操作会优先尝试调用__iter__方法，再尝试__getitem__。迭代环境是通过iter去尝试寻找__iter__方法来实现，而这种方法返回一个迭代器对象。如果这个方法已经提供，Python会重复调用迭代器对象的next()方法，直到发生StopIteration异常。如果没有找到__iter__，Python才会尝试使用__getitem__机制。下面看一下迭代器的例子。

[python] 
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1. class Next(object):  
2.     def __init__(self, data=1):  
3.         self.data = data  
4.     def __iter__(self):  
5.         return self  
6.     def __next__(self):  
7.         print(“__next__ called”)  
8.         if self.data > 5:  
9.             raise StopIteration  
10.         else:  
11.             self.data += 1  
12.             return self.data  
13. for i in Next(3):  
14.     print(i)  
15. print(“———–“)  
16. n = Next(3)  
17. i = iter(n)  
18. while True:  
19.     try:  
20.         print(next(i))  
21.     except Exception as e:  
22.         break  

       程序的运行结果如下：

[python] 
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1. __next__ called  
2. 4  
3. __next__ called  
4. 5  
5. __next__ called  
6. 6  
7. __next__ called  
8. ———–  
9. __next__ called  
10. 4  
11. __next__ called  
12. 5  
13. __next__ called  
14. 6  
15. __next__ called  

       可见实现了__iter__和__next__方法后，可以通过for in的方式迭代遍历对象，也可以通过iter()和next()方法迭代遍历对象。