Python 面向对象中的常用魔术方法（Magic Methods）

魔术方法（Magic Methods） 也叫 特殊方法（Dunder Methods，双下划线方法），是 Python 类中自带的特殊命名方法，通常以 __xxx__ 形式命名，如 __init__、__str__ 等。这些方法可以让对象更具可读性、可操作性，并且支持运算符重载。

1.对象创建与销毁

方法	作用
__init__(self, ...)	构造函数，创建对象时自动调用
__new__(cls, ...)	创建对象实例（用于控制实例化过程）
__del__(self)	析构函数，删除对象时自动调用

示例：

class Person:
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("调用 __new__ 方法")
        return super().__new__(cls)  # 返回实例对象

    def __init__(self, name):
        print("调用 __init__ 方法")
        self.name = name

    def __del__(self):
        print(f"对象 {self.name} 被销毁")

p = Person("Alice")  # 调用 __new__ 和 __init__
del p  # 触发 __del__

输出：

调用 __new__ 方法
调用 __init__ 方法
对象 Alice 被销毁

2.对象字符串表示

方法	作用
__str__(self)	print(obj) 或 str(obj) 时调用，提供 用户友好 的字符串表示
__repr__(self)	repr(obj) 或交互式环境调用，提供 开发者友好的 字符串表示

示例：

class Car:
    def __init__(self, brand, model):
        self.brand = brand
        self.model = model

    def __str__(self):
        return f"{self.brand} - {self.model}"

    def __repr__(self):
        return f"Car(brand='{self.brand}', model='{self.model}')"

car = Car("Tesla", "Model 3")

print(str(car))  # 调用 __str__
print(repr(car)) # 调用 __repr__

输出：

Tesla - Model 3
Car(brand='Tesla', model='Model 3')

3.算数运算符重载

方法	作用
__add__(self, other)	+ 运算符（加法）
__sub__(self, other)	- 运算符（剑法）
__mul__(self, other)	* 运算符（乘法）
__truediv__(self, other)	/ 运算符（除法）
__floordiv__(self, other)	// 运算符（整除）
__mod__(self, other)	% 运算符（取模）
__pow__(self, other)	** 运算符（幂运算）

示例：

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

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

    def __str__(self):
        return f"({self.x}, {self.y})"


p1 = Point(1, 2)
p2 = Point(3, 4)

print(p1 + p2) # 调用 __add__，输出：(4, 6)

4.比较运算符重载

方法	作用
__eq__(self, other)	== 等于
__ne__(self, other)	!= 不等于
__lt__(self, other)	< 小于
__le__(self, other)	<= 小于等于
__gt__(self, other)	> 大于
__ge__(self, other)	>= 大于等于

示例：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age


p1 = Person("张三", 20)
p2 = Person("李四", 18)

print(p1 < p2)
# 两种写法是等价的
print(p1.__lt__(p2))

输出：

False
False

5.索引与切片

方法	作用
__getitem__(self, index)	获取索引元素 obj[index]
__setitem__(self, index, value)	设置索引元素 obj[index] = value
__delitem__(self, index)	删除索引元素 del obj[index]

示例：

class CustomList:
    def __init__(self, items):
        self.items = items

    def __getitem__(self, index):
        return self.items[index]

    def __setitem__(self, index, value):
        self.items[index] = value

    def __delitem__(self, index):
        del self.items[index]

nums = CustomList([1, 2, 3, 4])
print(nums[1])  # 调用 __getitem__，输出: 2
nums[1] = 99    # 调用 __setitem__
del nums[2]     # 调用 __delitem__
print(nums.items)  # 输出: [1, 99, 4]

6.迭代器协议

方法	作用
__iter__(self)	返回迭代器对象
__next__(self)	返回下一个元素

示例：

class MyRange:
    def __init__(self, start, end):
        self.current = start
        self.end = end

    def __iter__(self):
        return self  # 返回自身作为迭代器

    def __next__(self):
        if self.current >= self.end:
            raise StopIteration
        val = self.current
        self.current += 1
        return val

nums = MyRange(1, 5)
for num in nums:
    print(num)  # 输出: 1 2 3 4

7.上下文管理器

方法	作用
__enter__(self)	进入 with 语句块时调用
__exit__(self, exc_type, exc_value, traceback)	退出 with 语句块时调用

示例：

class FileManager:
    def __init__(self, filename):
        self.file = open(filename, "w")

    def __enter__(self):
        return self.file

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        self.file.close()

with FileManager("test.txt") as f:
    f.write("Hello, World!")

8.查看魔术方法

class A:
    pass


print(dir(A))  # 查看类的所有属性和方法

输出：

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

__doc__：表示类的描述信息

__module__：表示当前操作的对象在哪个模块（结合：if __name__ == '__main__': 的理解）

class A:
    """表示类的描述信息"""

    def func(self):
        pass

    pass


print(A.__doc__)  # 打印类的注释信息，输出：表示类的描述信息
print(A.__module__)  # 表示当前操作的对象再哪个模块，输出：__main__

总结

Python 提供了丰富的魔术方法，使对象更强大、易用。常见的有：

• 对象创建销毁：__init__、__del__
• 字符串表示：__str__、__repr__
• 运算符重载：__add__、__sub__、__eq__、__lt_
• 索引与迭代：__getitem__、__iter__
• 上下文管理：__enter__、__exit__

这些魔术方法能让类更像 Python 内置类型，提高代码的可读性和可维护性！ 🚀