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Python中的数学运算操作符使用进阶

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-29 22:32:09 26 4
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这篇CFSDN的博客文章Python中的数学运算操作符使用进阶由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

Python中对象的行为是由它的类型 (Type) 决定的。所谓类型就是支持某些特定的操作。数字对象在任何编程语言中都是基础元素，支持加、减、乘、除等数学操作。 Python的数字对象有整数和浮点数，支持各种数学操作，比如+, -,*, /等。 没有这些操作符，程序中只能使用函数调用的方式进行数学运算，比如add(2, 3), sub(5, 2)。 程序中操作符的作用与普通数学操作的用法是一致的，使用中更加简便直观。Python中，这些操作符实现是通过定义一些object的特殊方法实现的，比如object.__add__()和object.__sub__()。如果用户在自己定义类时实现上述特殊方法，可以使自定义类的对象支持相应的数学操作，从而模拟数字对象的行为。这其实是达到了操作符重载的效果.

这里通过实现一个具有支持加法运算的中文数字类说明如何在Python中实现一个支持常见的数学操作。ChineseNumber类的基本定义如下.

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class ChineseNumber:
   def __init__( self , n):
     self .num = n
     self .alphabet = [u '零' , u '一' , u '二' , u '三' , u '四' ,
       u '五' , u '六' , u '七' , u '八' , u '九' , u '十' ]
 
   def __str__( self ):
     sign = '负' if self .num < 0 else ''
     return sign + ''.join([ self .alphabet[ int (s)] for s in str ( abs ( self .num))])
 
   def __repr__( self ):
     return self .__str__()

目前，实现的效果是这样的:

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>>> a = ChineseNumber( 2 )
>>> a  #调用a.__repr__()
二
>>> print (a)  #调用a.__str__()
 
二

  。

一般数学操作符 定义类时，实现__add__()方法，可以给这个类增加+操作符。给ChineseNumber增加如下方法:

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def __add__( self , other):
   if type (other) is ChineseNumber:
     return ChineseNumber( self .num + other.num)
   elif type (other) is int :
     return ChineseNumber( self .num + other)
   else :
     return NotImplemented

这时ChineseNumber的对象就可以使用+了.

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>>> a, b = ChineseNumber( 2 ), ChineseNumber( 10 )
>>> a + b
十二
>>> a + 5
七
>>> a + 3.7
TypeError: unsupported operand type (s) for + : 'ChineseNumber' and 'float'

对于+，a + b相当于调用a.__add__(b). 类似地，可以定义其他数学操作符，见下表.

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object .__add__( self , other): +
object .__sub__( self , other): -
object .__mul__( self , other): *
object .__matmul__( self , other): @
object .__truediv__( self , other): /
object .__floordiv__( self , other): / /
object .__mod__( self , other): %
object .__divmod__( self , other): divmod , divmod (a, b) = (a / b, a % b)
object .__pow__( self , other[,modulo]): * * , pow ()
object .__lshift__( self , other): <<
object .__rshift__( self , other): >>
object .__and__( self , other): &
object .__xor__( self , other): ^
object .__or__( self , other): |

操作数反转的数学操作符 (Reflected/Swapped Operand) 。

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>>> 2 + a
TypeError: unsupported operand type (s) for + : 'int' and 'ChineseNumber'

2是整数类型，它的__add__()方法不支持ChineseNumber类的对象，所以出现了上述错误。定义操作数反转的数学操作符可以解决这个问题。给ChineseNumber类添加__radd__()方法，实现操作数反转的+运算.

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def __radd__( self , other):
   return self .__add__(other)

对于a + b，如果a没有定义__add__()方法，Python尝试调用b的__radd__()方法。此时，a + b相当于调用b.__radd__(a).

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>>> a = ChineseNumber( 2 )
>>> 2 + a
四

类似地，可以定义其他操作数反转的数学操作符，见下表.

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object.__radd__(self, other): +
object.__rsub__(self, other): -
object.__rmul__(self, other): *
object.__rmatmul__(self, other): @
object.__rtruediv__(self, other): /
object.__rfloordiv__(self, other): //
object.__rmod__(self, other): %
object.__rdivmod__(self, other): divmod, divmod(a, b) = (b/a, b%a)
object.__rpow__(self, other[,modulo]): **, pow()
object.__rlshift__(self, other): <<
object.__rrshift__(self, other): >>
object.__rand__(self, other): &
object.__rxor__(self, other): ^
object.__ror__(self, other): |

运算赋值操作符 运算赋值操作符使用单个操作符完成运算和赋值操作，比如a += b相当于调用a = a + b。为ChineseNumber增加__iadd__()方法，可以实现+=操作符.

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def __iadd__( self , other):
   if type (other) is ChineseNumber:
     self .num + = other.num
     return self
   elif type (other) is int :
     self .num + = other
     return self
   else :
     return NotImplemented

此时， 。

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>>> a, b = ChineseNumber( 2 ), ChineseNumber( 10 )
>>> a + = b
>>> a
十二
>>> a + 7
>>> a
十九

类似地，可以定义其他运算赋值操作符，见下表.

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object .__iadd__( self , other): + =
object .__isub__( self , other): - =
object .__imul__( self , other): * =
object .__imatmul__( self , other): @ =
object .__itruediv__( self , other): / =
object .__ifloordiv__( self , other): / / =
object .__imod__( self , other): % =
object .__ipow__( self , other[,modulo]): * * =
object .__ilshift__( self , other): << =
object .__irshift__( self , other): >> =
object .__iand__( self , other): & =
object .__ixor__( self , other): ^ =
object .__ior__( self , other): | =

一元数学操作符 一元数学操作符是只有一个操作数的运算，比如取负数的操作符-。-对应的特殊函数是__neg__()。为ChineseNumber添加__neg__()方法， 。

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def __neg__( self ):
   return ChineseNumber( - self .num)

此时，ChineseNumber对象就支持-操作了.

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>>> a = ChineseNumber( 5 )
>>> - a
负五

其他一元运算符见下表.

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object.__neg__(self): -
object.__pos__(self): +
object.__abs__(self): abs()
object.__invert__(self): ~
object.__complex__(self): complex()
object.__int__(self): int()
object.__float__(self): float()
object.__round__(self): round()
object.__index__(self): operator.index()

最后此篇关于Python中的数学运算操作符使用进阶的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Python中的数学运算操作符使用进阶的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

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