python - 类定义中的通用二元运算？

Question

我正在用 Python 3 编写一个小型线性代数模块，其中有许多二元运算符需要定义。由于二元运算符的每个定义本质上是相同的，只是运算符本身发生了变化，我想通过只编写一次通用二元运算符定义来节省一些工作。

例如:

class Vector(tuple):
    def __new__(self, x):
        super().__new__(x)

    # Binary operators

    def __add__(self, xs):
        try:
            return Vector(a + x for a, x in zip(self, xs)))
        except:
            return Vector(a + x for a in self)

    def __and__(self, xs):
        try:
            return Vector(a & x for a, x in zip(self, xs))
        except:
            return Vector(a & x for a in self)

    ... # mul, div, or, sub, and all other binary operations

上面的二元运算符都具有相同的形式。仅更改了运算符。我想知道我是否可以同时编写所有运算符，如下所示:

def __bop__(self, xs):
    bop = get_bop_somehow()
    try:
        return Vector(bop(a, x) for a, x in zip(self, xs)))
    except:
        return Vector(bop(a, x) for a in self)

我听说 Python 可以用 __getattr__ 方法做神奇的事情，我试着用它来提取运算符的名称，如下所示:

def __getattr__(self, name):
    print('Method name:', name.strip('_'))

但是，不幸的是，这仅在使用完整方法名称调用时有效，而在使用运算符时无效。如何编写通用的二元运算符定义？

Answer 1

您可以使用类装饰器来改变您的类，并在工厂函数的帮助下将它们全部添加进来:

import operator

def natural_binary_operators(cls):
    for name, op in {
        '__add__': operator.add,
        '__sub__': operator.sub,
        '__mul__': operator.mul,
        '__truediv__': operator.truediv,
        '__floordiv__': operator.floordiv,
        '__and__': operator.and_,
        '__or__': operator.or_,
        '__xor__': operator.xor
    }.items():
        setattr(cls, name, cls._make_binop(op))

    return cls


@natural_binary_operators
class Vector(tuple):
    @classmethod
    def _make_binop(cls, operator):
        def binop(self, other):
            try:
                return cls([operator(a, x) for a, x in zip(self, other)])
            except:
                return cls([operator(a, other) for a in self])

        return binop

还有其他一些方法可以做到这一点，但总体思路仍然相同。