Fluent Python笔记精华（一）：数据模型深度剖析

目录：

Fluent Python 笔记（一）：数据模型

Fluent Python 笔记（二）：序列基础

Fluent Python 笔记（三）：高效操作序列

Fluent Python 笔记（四）：字典和集合

Fluent Python 笔记（五）：把函数当做对象

前段时间（年前）撸完了 Fluent Python，感觉非常不错，大概是看过的 Python 教材中最好的一本了。想整理一下，由于工作比较忙（懒）一直没时间，现在稍微总结一下（挖个坑）。

首先看两个很酷的例子：

1. 用 Python 表示一副扑克牌

import collections

Card = collections.namedtuple('Card', ['rank', 'suit'])

class FrenchDeck:
    ranks = [str(n) for n in range(2, 11)] + list('JQKA')
    suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()

    def __init__(self):
        self._cards = [Card(rank, suit) for suit in self.suits
                                        for rank in self.ranks]

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

    def __getitem__(self, position):
        return self._cards[position]

2. 用 Python 表示二维向量

from math import hypot

class Vector:

    def __init__(self, x=0, y=0):
        self.x = x
        self.y = y

    def __repr__(self):
        return 'Vector(%r, %r)' % (self.x, self.y)

    def __abs__(self):
        return hypot(self.x, self.y)

    def __bool__(self):
        return bool(abs(self))

    def __add__(self, other):
        x = self.x + other.x
        y = self.y + other.y
        return Vector(x, y)

    def __mul__(self, scalar):
        return Vector(self.x * scalar, self.y * scalar)

这两个例子个人觉得都算是比较优雅的。其中最关键的一点是，Python 中的特殊函数形式都是 __xxx__ ，想要一个对象能够“做一件很多类都能做的事”，只需要实现对应的特殊函数就行了。（后面还会说明，Python 中的一些特性，如切片，多维数组，也都是特殊函数的语法糖）

• 实现了 __len__ 就可以对其调用 len() 函数

>>> deck = FrenchDeck()
>>> len(deck)
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• 实现了 __getitem__ 就可以对其索引

>>> deck[0]
Card(rank='2', suit='spades')
>>> deck[-1]
Card(rank='A', suit='hearts')

• 想要把一个类表示为字符串，有两个方法，__str__ 和 __repr__。

前者的目标是可读性，（看一眼里面我所关心的变量值是什么），后者的目标是明确性（用这个字符串可以创建完整的类 eval(repr(c)) == c）。

print方法会首先查找一个对象的 __str__ 方法，如果没找到则 fallback 到__repr__。

也可以指定 %s 格式化，使用 __str__ 方法，指定 %r 格式化，使用 __repr__ 方法。（一般来说，__str__ 就够用了）

• 实现 __add__ 用于加法，__mul__ 用于乘法，__rmul__ 用于右乘
• 在一个需要判断对象x为 True 或者 False 的环境中（if, while...），Python会调用 bool(x)。

bool(x)首先调用 x.__bool__()，如果没有该方法则调用 x.__len__()，返回0就是 False，否则就是 True。

对 Python 的基本类型进行布尔判定时，是有规律可循的，基本上你觉得应该是 False 的，那么就是 False。比如数值0，空字符串，空列表，空集合等等，除此之外都是 True。（前两天有同学表示不知道 0 是 True 还是 False，我还是挺惊讶的）

常用特殊函数一览表：

非操作符重载类：

操作符重载类：

总结：

本文主要介绍了 Python 的“体制内”函数（雾）。实现一个 Python 类的时候，可以首先考虑遵循体制内潜规则，这样便可以获得体制内福利。换句话说，实现了某个特殊函数不仅仅代表着支持对应功能，还意味着所有适用于相似内置类型的函数，都可以直接拿来用。

推荐阅读：鸭子类型（duck typing）

在程序设计中，鸭子类型（英语：duck typing）是动态类型的一种风格。在这种风格中，一个对象有效的语义，不是由继承自特定的类或实现特定的接口，而是由"当前方法和属性的集合"决定。

理解了这个，就能更好地理解 Python 内置类型的设计规律。

（下一篇：Fluent Python 笔记（二）：序列基础）