Перевантаження операторів

6.1 Магічні методи

Перевантаження операторів в Python дозволяє визначити або змінити поведінку вбудованих операторів (наприклад, +, -, *, /) для користувацьких класів. Це робиться за допомогою спеціальних методів, котрі також називаються магічними методами.

Наприклад, у своєму класі ви можете перевантажити оператори порівняння:

Припустимо, ви написали свій клас і хочете, щоб об'єкти вашого класу порівнювались саме так, як вам це потрібно. Вам потрібно просто реалізувати в вашому класі метод «__eq__», і Python буде викликати його кожного разу, коли в коді порівнюються об'єкти вашого класу.

Приклад:

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
        
    def __eq__(self, other):
        return self.x == other.x and self.y == other.y
        
# Використання
v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(2, 3)
v3 = Vector(4, 5)
print(v1 == v2)  # Виведе: True
print(v1 == v3)  # Виведе: False

Кожного разу, коли ви порівнюєте два ваші об'єкти, Python перевіряє, а чи є у них реалізована функція «__eq__». Якщо є, то викликає її. А якщо її немає, то просто буде порівнювати посилання на об'єкти.

Фактично в прикладі вище написано (тільки ще перевірку на наявність метода треба додати):

# Використання
v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(2, 3)
v3 = Vector(4, 5)
print(v1.__eq__(v2))  # Виведе: True
print(v1.__eq__(v3))  # Виведе: False

6.2 Список всіх операторів

Всього для перевантаження доступно 6 груп операторів.

Арифметичні оператори:

Оператори порівняння:

Логічні оператори:

Оператори індексації та зрізів:

Унарні оператори:

Оператори присвоєння:

Можливо, саме тому Python такий повільний – кожного разу перед виконанням оператора він шукає аналогічну функцію у класу та всіх його класів-батьків. Зате це дозволяє писати найкомпактніший код у світі :)

6.3 Оператор індексації

Те, що можна порівнювати об'єкти або вичитувати множини – це в якомусь сенсі очевидно. І ви самі здогадаєтесь про це, якщо будете писати клас, що передбачає над ним логічні чи математичні операції.

Хочу з вами розглянути такий цікавий приклад – як оператор індексації. Давайте одразу почнемо з коду прикладу:

class CustomList:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        
    def __getitem__(self, index):
        return self.data[index]
        
    def __setitem__(self, index, value):
        self.data[index] = value
        
    def __delitem__(self, index):
        del self.data[index]
        
    def __repr__(self):
        return repr(self.data)
        
# Використання
c_list = CustomList([1, 2, 3, 4, 5])
print(c_list[1])  # Виведе: 2
c_list[1] = 10
print(c_list)  # Виведе: [1, 10, 3, 4, 5]
del c_list[1]
print(c_list)  # Виведе: [1, 3, 4, 5]

Тут ми бачимо приклад трьох операцій:

• Читання даних через індекс.
• Запис даних через індекс.
• І навіть видалення даних через індекс.

А взагалі не обов'язково, що дані всередині будуть зберігатися у вигляді списку. Або індекс не обов'язково має бути числом. Наприклад, клас dictionary (словник) саме так і реалізований.

Створюємо SuperList

Пам'ятаєте клас list? Йому можна присвоювати елементи, але тільки з тими індексами, що вже існують. Давайте зробимо свій клас, назвемо його SuperList, до елементів якого можна буде звертатися по будь-якому індексу:

• Якщо індекс < 0, то будемо вставляти елемент на початок.
• Якщо індекс >= len, то будемо додавати елемент в кінець.
• В інших випадках просто повертати елемент.

Приклад:

class SuperList(list):
    def __init__(self, value):
        super().__init__(value)
        
    def __setitem__(self, index, value):
        if index >= len(self):
            super().append(value)
        elif index < 0:
            super().insert(0, value)
        else:
            super().__setitem__(index, value)
        
lst = SuperList([1, 2, 3])
lst[200] = 100
lst[-200] = 99
print(lst)  # [99, 1, 2, 3, 100]

Отож перевантаження індексів — крута можливість, і я раджу користуватися нею на практиці. А на сьогодні — все.