84、Python之鸭子类型：魔术方法自定义类型也可以实现加减乘除
引言
上一篇文章中，我们简单聊了通过定义魔术方法，自定义类型也可以像内置的整型、浮点型等一样，也能进行比较运算。今天，我们接着聊运算符重载的话题，通过魔术方法实现自定义类型四则运算的功能。
需要说明的是，虽然，我们一直在用“运算符重载”这个名词，实际上是C++等编程语言中的技术，Java中虽然支持函数重载，但是也不支持运算符重载，所以很难实现类似于内置类型的操作。Python虽然没有运算符重载的功能，但是，魔术方法实现了运算符重载同样的功能。
本文的主要内容有：
1、算术运算符的分类
2、算术运算相关的魔术方法
3、自定义类型实现算术运算操作
算术运算符的分类
算术运算符常见的分类方法有如下几种：
1、按照参与运算的对象个数，可以分为一元运算符和二元运算符。
2、按照真正调用方法的对象来看，二元运算符中，又可以分为正向运算（左侧对象真正调用方法）和反向运算（右侧对象真正调用方法）。
3、按照运算符的结果来看，又可以分为普通运算符（不可变操作对象本身）和增量运算符（改变操作对象本身）。
这不同的算术运算符，在Python中都有对应的魔术方法，我们在实际业务中，可以根据操作的需要，自由选择实现其中某个或者某几个的组合。
算术运算相关的魔术方法
下面简单列举一下Python中关于算术运算相关的魔术方法。
首先是正向的运算符所对应的魔术方法：
1、__add__(self, other)：正向加法运算。
2、__sub__(self, other)：正向减法运算。
3、__mul__(self, other)：正向乘法运算。
4、__truediv__(self, other)：正向除法运算。
5、__floordiv__(self, other)：正向地板除法运算。
6、__mod__(self, other)：正向取模运算。
7、__pow__(self, other)：正向幂运算。
其次是反向运算符所对应的魔术方法：
1、__radd__(self, other)：反向加法运算。
2、__rsub__(self, other)：反向减法运算。
3、__rmul__(self, other)：反向乘法运算。
4、__rtruediv__(self, other)：反向除法运算。
5、__rfloordiv__(self, other)：反向地板除法运算。
6、__rmod__(self, other)：反向取模运算。
7、__rpow__(self, other)：反向幂运算。
可以看到，每个反向运算符对应的魔术方法，都是正向方法前面多了一个前缀r，表示“reverse”。
然后是增量运算符（原地运算）所对应的魔术方法：
1、__iadd__(self, other)：增量加法运算。
2、__isub__(self, other)：增量减法运算。
3、__imul__(self, other)：增量乘法运算。
4、__itruediv__(self, other)：增量除法运算。
5、__ifloordiv__(self, other)：增量地板除法运算。
6、__imod__(self, other)：增量取模运算。
7、__ipow__(self, other)：增量幂运算。
可以看到，每个增量运算符的魔术方法，前面的前缀都是i，表示inplace的意思。
最后再来看一下，一元操作符所对应的魔术方法：
1、__neg__(self)：只有一个参数，用于实现-self。
2、__pos__(self)：只有一个参数，用于实现+self。
3、__invert__(self)：只有一个参数，用于实现~self。
自定义类型实现算术运算操作
接下来，简单通过代码演示一下几个常见的算术运算相关的魔术方法的使用。
直接看代码：
class Vector:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = y# 正向加def __add__(self, other):if isinstance(other, self.__class__):return self.__class__(self.x + other.x, self.y + other.y)if isinstance(other, tuple) and len(other) == 2:return self.__class__(self.x + other[0], self.y + other[1])raise NotImplemented# 反向减def __rsub__(self, other):if isinstance(other, self.__class__):return self.__class__(other.x - self.x, other.y - self.y)if isinstance(other, tuple) and len(other) == 2:return self.__class__(other[0] - self.x, other[1] - self.y)raise NotImplemented# 原地加def __iadd__(self, other):if isinstance(other, self.__class__):self.x += other.xself.y += other.yreturn selfraise NotImplemented# 一元运算def __neg__(self):return self.__class__(-self.x, -self.y)def __str__(self):return f'Vector({self.x}, {self.y})'if __name__ == '__main__':v1 = Vector(10, 20)print(v1)v2 = Vector(100, 200)print(v2)v3 = v1 + v2print(v3)v4 = v1 + (1, 2)print(v4)v5 = -v2print(v5)v5 += v1print(v5)
运行结果：
总结
本文简单介绍了算术运算符的分类，比如：一元运算符、二元运算符、增量运算符、反向运算符等。然后，又列举了常见的算术运算符对应的魔术方法。最后通过一个向量类的实例，演示了算术运算符相关魔术方法的使用。
感谢您的拨冗阅读，希望对您有所帮助！
