第044講：魔法方法：簡單定製

阿新 • • 發佈：2020-07-27

課題筆記：

這節課完成一個類的定製：

效果：

__str__() 就是用在被列印的時候需要字串形式輸出的時候，就會找到這個魔法方法。然後把它返回的值給打印出來。

>>> class A():
    def __str__(self):
        return "hale"

    
>>> a = A()
>>> print(a)
hale
>>> a
<__main__.A object at 0x00000281B66C33A0>
>>> class B():
    def __repr__ 
(self):
        return "Hale"

    
>>> b = B()
>>> b
Hale
>>>

所以重寫這2個魔法方法就可以做到這些要的功能。

time模組：[擴充套件閱讀] time 模組詳解（時間獲取和轉換）

先試寫了，使用pycharm需要設定斷點？但是不知道在哪裡設定，如何設定。

import time as t #首先我們需要time的模組，就先匯入

class MyTimer():
    #開始計時
    def start(self):
        self.star = t.localtime()
         
print('計時開始...')

    #停止計時
    def stop(self):
        self.stop = t.localtime()
        self._calc()
        print('計時結束！')

    #到此地基寫好了，考慮下怎麼計算，直接相減？ localtime返回的是一個元祖的結構

    #內部方法，計算執行時間。
    def _calc(self):
        self.lasted = []
        self.prompt = '總共運行了' #這是提示
        for index in range(6):# 
要用前面的6個元素，就是localtime返回的元組結構
            self.lasted.append(self.stop[index] - self.start[index])
            self.prompt += str(self.lasted[index])

        print(self.prompt)

找到錯誤了，是def start的裡面少了個t

改正：

 1 import time as t #首先我們需要time的模組，就先匯入
 2 
 3 class MyTimer():
 4     #開始計時
 5     def start(self):
 6         self.start = t.localtime()
 7         print('計時開始...')
 8 
 9     #停止計時
10     def stop(self):
11         self.stop = t.localtime()
12         self._calc()
13         print('計時結束！')
14 
15     #到此地基寫好了，考慮下怎麼計算，直接相減？ localtime返回的是一個元祖的結構
16 
17     #內部方法，計算執行時間。
18     def _calc(self):
19         self.lasted = []
20         self.prompt = '總共運行了' #這是提示
21         for index in range(6):#要用前面的6個元素，就是localtime返回的元組結構
22             self.lasted.append(self.stop[index] - self.start[index])
23             self.prompt += str(self.lasted[index])
24 
25         print(self.prompt)

實驗版本

接下來就是加功能，print（t1）還有直接呼叫t1它會顯示結果，需要重寫str和repr這2個魔法方法來實現：

如果這裡不按常理出牌，：

>>> t1 = MyTimer()
>>> t1
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#45>", line 1, in <module>
    t1
  File "C:\Users\1\AppData\Local\Programs\Python\Python38\lib\idlelib\rpc.py", line 620, in displayhook
    text = repr(value)
  File "D:/python練習/MyTimer.py", line 5, in __str__
    return self.prompt
AttributeError: 'MyTimer' object has no attribute 'prompt'

當我們直接呼叫t1的時候，Python會直接找到這個str的魔法方法，找到repr這個魔法方法，而repr又等於str，所以會找到str方法。str魔法方法裡面呼叫了self.prompt，那它沒定義，它在哪裡定義呢？

在calc裡面的賦值那，賦值就是定義。那一來就讓他顯示出來肯定不行，要先通過start 在stop，然後才被賦值，才被定義，才能夠使用它。所以所有屬於示例物件的變數在init裡面先定義就不會出現問題了、。

測試：

t1 = MyTimer()
t1.start()
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not callable

又出錯了汗。。。。屬性名和方法名重複了！！！！

初始化時候，屬性覆蓋了方法！錯誤型別就是整形不能被呼叫。

改下：

import time as t #首先我們需要time的模組，就先匯入

class MyTimer():
    def __init__(self):
        self.prompt = '未開始計時'
        self.lasted = []
        self.begin = 0
        self.end = 0
    def __str__(self):
        return self.prompt
    __repr__ = __str__
    #開始計時
    def start(self):
        self.begin = t.localtime()
        print('計時開始...')

    #停止計時
    def stop(self):
        self.end = t.localtime()
        self._calc()
        print('計時結束！')

    #到此地基寫好了，考慮下怎麼計算，直接相減？ localtime返回的是一個元祖的結構

    #內部方法，計算執行時間。
    def _calc(self):
        self.lasted = []
        self.prompt = '總共運行了' #這是提示
        for index in range(6):#要用前面的6個元素，就是localtime返回的元組結構
            self.lasted.append(self.end[index] - self.begin[index])
            self.prompt += str(self.lasted[index])

屬性和方法名不能一樣

接下來就是顯示的結果問題，顯示000002不合適，我們希望顯示年月日時分秒，值為0就不顯示。

我們新增一個列表用來存放對應的單位，只顯示有資料的單位

 1 import time as t #首先我們需要time的模組，就先匯入
 2 
 3 class MyTimer():
 4     def __init__(self):
 5         self.unit = ['年', '月', '日', '小時', '分鐘', '秒']
 6         self.prompt = '未開始計時'
 7         self.lasted = []
 8         self.begin = 0
 9         self.end = 0
10     def __str__(self):
11         return self.prompt
12     
13     __repr__ = __str__
14     
15     #開始計時
16     def start(self):
17         self.begin = t.localtime()
18         print('計時開始...')
19 
20     #停止計時
21     def stop(self):
22         self.end = t.localtime()
23         self._calc()
24         print('計時結束！')
25 
26     #到此地基寫好了，考慮下怎麼計算，直接相減？ localtime返回的是一個元祖的結構
27 
28     #內部方法，計算執行時間。
29     def _calc(self):
30         self.lasted = []
31         self.prompt = '總共運行了' #這是提示
32         for index in range(6):#要用前面的6個元素，就是localtime返回的元組結構
33             self.lasted.append(self.end[index] - self.begin[index])
34             if self.lasted[index] : #這邊只顯示索引不為0的，也就是顯示有數值的單位
35                 self.prompt += (str(self.lasted[index]) + self.unit[index])

顯示結果有單位，只顯示有資料的單位

需要在適當的地方新增一些溫馨提示，例如：還沒有開始你就點選了stop，提示先執行start開始計時。

import time as t #首先我們需要time的模組，就先匯入

class MyTimer():
    def __init__(self):
        self.unit = ['年', '月', '日', '小時', '分鐘', '秒']
        self.prompt = '未開始計時'
        self.lasted = []
        self.begin = 0
        self.end = 0
    def __str__(self):
        return self.prompt
    
    __repr__ = __str__
    
    #開始計時
    def start(self):
        self.begin = t.localtime()
        print('計時開始...')
        self.prompt = '提示：請先呼叫stop（）停止計時！'
    #停止計時
    def stop(self):
        if not self.begin:
            print('請先呼叫start（）進行計時!')
        else:
            self.end = t.localtime()
            self._calc()
            print('計時結束！')

    #到此地基寫好了，考慮下怎麼計算，直接相減？ localtime返回的是一個元祖的結構

    #內部方法，計算執行時間。
    def _calc(self):
        self.lasted = []
        self.prompt = '總共運行了' #這是提示
        for index in range(6):#要用前面的6個元素，就是localtime返回的元組結構
            self.lasted.append(self.end[index] - self.begin[index])
            if self.lasted[index] : #這邊只顯示索引不為0的，也就是顯示有數值的單位
                self.prompt += (str(self.lasted[index]) + self.unit[index])
        #為下一輪計時初始化變數
        self.begin = 0
        self.end = 0

增加溫馨提示，最後重新初始化變數為下一輪計時

結果：

>>> runfile('D:/python練習/MyTimer.py', wdir='D:/python練習')
t1 = MyTimer()
t1
未開始計時
t1.stop()
請先呼叫start（）進行計時!
t1.start()
計時開始...
t1
提示：請先呼叫stop（）停止計時！
t1.stop()
計時結束！
t1
總共運行了8秒

最後重寫一下add魔法方法，讓2個計時器的物件相加會自動返回他們的時間和。

import time as t #首先我們需要time的模組，就先匯入

class MyTimer():
    def __init__(self):
        self.unit = ['年', '月', '日', '小時', '分鐘', '秒']
        self.prompt = '未開始計時'
        self.lasted = []
        self.begin = 0
        self.end = 0
    def __str__(self):
        return self.prompt
    
    __repr__ = __str__

    def __add__(self, other):
        prompt = "總共運行了"  #這裡沒有self！
        result = []
        for index in range(6):
            result.append(self.lasted[index] + other.lasted[index])
            if result[index]:
                prompt += (str(result[index]) + self.unit[index])
        return prompt

    #開始計時
    def start(self):
        self.begin = t.localtime()
        print('計時開始...')
        self.prompt = '提示：請先呼叫stop（）停止計時！'
    #停止計時
    def stop(self):
        if not self.begin:
            print('請先呼叫start（）進行計時!')
        else:
            self.end = t.localtime()
            self._calc()
            print('計時結束！')

    #到此地基寫好了，考慮下怎麼計算，直接相減？ localtime返回的是一個元祖的結構

    #內部方法，計算執行時間。
    def _calc(self):
        self.lasted = []
        self.prompt = '總共運行了' #這是提示
        for index in range(6):#要用前面的6個元素，就是localtime返回的元組結構
            self.lasted.append(self.end[index] - self.begin[index])
            if self.lasted[index] : #這邊只顯示索引不為0的，也就是顯示有數值的單位
                self.prompt += (str(self.lasted[index]) + self.unit[index])
        #為下一輪計時初始化變數
        self.begin = 0
        self.end = 0

修改了add魔法方法

結果：

t1 = MyTimer()
t1.start()
計時開始...
t1.stop()
計時結束！
t1
總共運行了4秒
t2 = MyTimer()
t2.start()
計時開始...
t2.stop()
計時結束！
t2
總共運行了4秒
t1 + t2
'總共運行了8秒'

有1分鐘-30秒是什麼意思，

動動手：

0. 按照課堂中的程式，如果開始計時的時間是（2022年2月22日16:30:30），停止時間是（2025年1月23日15:30:30），那按照我們用停止時間減開始時間的計算方式就會出現負數，你應該對此做一些轉換。

思路：全部轉化為秒嗎? 我的做法是加一個數組，

有負數出現就補充相應的一整個單位，且前一個時間單位減1.

答：參考程式碼寫的比較“糾結”，期待魚油們寫出更漂亮的實現。

import time as t

class MyTimer:
    def __init__(self):
        self.unit = ['年', '月', '天', '小時', '分鐘', '秒']
        self.borrow = [0, 12, 31, 24, 60, 60]
        self.prompt = "未開始計時！"
        self.lasted = []
        self.begin = 0
        self.end = 0
    
    def __str__(self):
        return self.prompt

    __repr__ = __str__

    def __add__(self, other):
        prompt = "總共運行了"
        result = []
        for index in range(6):
            result.append(self.lasted[index] + other.lasted[index])
            if result[index]:
                prompt += (str(result[index]) + self.unit[index])
        return prompt
    
    # 開始計時
    def start(self):
        self.begin = t.localtime()
        self.prompt = "提示：請先呼叫 stop() 停止計時！"
        print("計時開始...")

    # 停止計時
    def stop(self):
        if not self.begin:
            print("提示：請先呼叫 start() 進行計時！")
        else:
            self.end = t.localtime()
            self._calc()
            print("計時結束！")

    # 內部方法，計算執行時間
    def _calc(self):
        self.lasted = []
        self.prompt = "總共運行了"
        for index in range(6):
            temp = self.end[index] - self.begin[index]

            # 低位不夠減，需向高位借位 
            if temp < 0:
                # 測試高位是否有得“借”，沒得借的話向再高位借......
                i = 1
                while self.lasted[index-i] < 1:
                    self.lasted[index-i] += self.borrow[index-i] - 1
                    self.lasted[index-i-1] -= 1
                    i += 1
                
                self.lasted.append(self.borrow[index] + temp)
                self.lasted[index-1] -= 1
            else:
                self.lasted.append(temp)

        # 由於高位隨時會被借位，所以列印要放在最後
        for index in range(6):
            if self.lasted[index]:
                self.prompt += str(self.lasted[index]) + self.unit[index]
        
        # 為下一輪計時初始化變數
        self.begin = 0
        self.end = 0

1. 相信大家已經意識到不對勁了：為毛一個月一定要31天?不知道有可能也是30天或者29天嗎？（上一題我們的答案是假設一個月31天）

沒錯，如果要正確得到月份的天數，我們還需要考慮是否閏年，還有每月的最大天數，所以太麻煩了……如果我們不及時糾正，我們會在錯誤的道路上越走越遠……

所以，這一次，小甲魚提出了更優秀的解決方案（Python官方推薦）：用 time 模組的 perf_counter() 和 process_time() 來計算，其中 perf_counter() 返回計時器的精準時間（系統的執行時間）； process_time() 返回當前程序執行 CPU 的時間總和。

題目：改進我們課堂中的例子，這次使用 perf_counter() 和 process_time() 作為計時器。另外增加一個 set_timer() 方法，用於設定預設計時器（預設是 perf_counter()，可以通過此方法修改為 process_time()）。

import time as t

class MyTimer():
    #初始化
    def __init__(self):
        self.prompt = '未開始計時！'
        self.lasted = 0.0
        self.begin = 0
        self.end = 0
        self.default_timer = t.perf_counter  #預設初始化的計時器為perf_counter

    def __str__(self):
        return self.prompt

    __repr__ = __str__

    def __add__(self, other):
        result = self.lasted + other.lasted
        prompt = '總共運行了%0.2f秒' % result
        return prompt

    #開始計時
    def start(self):
        self.begin = self.default_timer()
        self.prompt = '提示， 請先呼叫stop（）停止計時！'
        print('計時開始')

    #停止計時
    def stop(self):
        if not self.begin:
            print('提示：請先呼叫start（）進行計時！')
        else:
            self.end = self.default_timer()
            self._calc()
            print('計時結束！')

    #內部方法，計算執行時間
    def _calc(self):
        self.lasted = self.end - self.begin
        self.prompt = '總共運行了%0.2f 秒' % self.lasted

        #為下一輪計時初始化變數
        self.begin = 0
        self.end = 0


    #設定計時器（time.perf_counter() 或 time.process_time() ）
    def set_timer(self):
        if timer == 'process_time'
            self.default_timer = t.process_time()
        elif timer == 'perf_counter':
            self.default_timer = t.perf_counter()
        else:
            print('輸入無效，請輸入perf_counter 或 process_time')

2. 既然咱都做到了這一步，那不如再深入一下。再次改進我們的程式碼，讓它能夠統計一個函式執行若干次的時間。

要求一：函式呼叫的次數可以設定（預設是 1000000 次）

要求二：新增一個 timing() 方法，用於啟動計時器

函式演示：

>>> ================================ RESTART ================================
>>> 
>>> def test():
        text = "I love FishC.com!"
        char = 'o'
        if char in text:
                pass

        
>>> t1 = MyTimer(test)
>>> t1.timing()
>>> t1
總共運行了 0.27 秒
>>> t2 = MyTimer(test, 100000000)
>>> t2.timing()
>>> t2
總共運行了 25.92 秒
>>> t1 + t2
'總共運行了 26.19 秒'

程式碼清單：

import time as t

class MyTimer:
    def __init__(self, func, number=1000000):
        self.prompt = "未開始計時！"
        self.lasted = 0.0
        self.default_timer = t.perf_counter
        self.func = func
        self.number = number
    
    def __str__(self):
        return self.prompt

    __repr__ = __str__

    def __add__(self, other):
        result = self.lasted + other.lasted
        prompt = "總共運行了 %0.2f 秒" % result
        return prompt

    # 內部方法，計算執行時間
    def timing(self):
        self.begin = self.default_timer()
        for i in range(self.number):
            self.func()
        self.end = self.default_timer()
        self.lasted = self.end - self.begin
        self.prompt = "總共運行了 %0.2f 秒" % self.lasted
        
    # 設定計時器(time.perf_counter() 或 time.process_time())
    def set_timer(self, timer):
        if timer == 'process_time':
            self.default_timer = t.process_time
        elif timer == 'perf_counter':
            self.default_timer = t.perf_counter
        else:
            print("輸入無效，請輸入 perf_counter 或 process_time")

其實，小甲魚有一件事一直瞞著大家……就是……關於 Python 程式碼優化你需要知道的最重要問題是，決不要自己編寫計時函式！！！！！

為一個很短的程式碼計時都很複雜，因為你不知道處理器有多少時間用於執行這個程式碼？有什麼在後臺執行？小小的疏忽可能破壞你的百年大計，後臺服務偶爾被 “喚醒” 在最後千分之一秒做一些像查收信件，連線計時通訊伺服器，檢查應用程式更新，掃描病毒，檢視是否有磁碟被插入光碟機之類很有意義的事。在開始計時測試之前，把一切都關掉，斷開網路的連線。再次確定一切都關上後關掉那些不斷檢視網路是否恢復的服務等等。

接下來是計時框架本身引入的變化因素。Python 直譯器是否快取了方法名的查詢？是否快取程式碼塊的編譯結果？正則表示式呢? 你的程式碼重複執行時有副作用嗎？不要忘記，你的工作結果將以比秒更小的單位呈現，你的計時框架中的小錯誤將會帶來不可挽回的結果扭曲。

Python 社群有句俗語：“Python 自己帶著電池。” 別自己寫計時框架。Python 具備一個叫做 timeit 的完美計時工具。

或許你現在怨恨小甲魚為什麼不早點說，但如果你在這節課的折騰中已經掌握了類的定製和使用，那小甲魚的目的就達到了。接下來，請認真閱讀更為專業的計時器用法及實現原始碼：【擴充套件閱讀】timeit 模組詳解（準確測量小段程式碼的執行時間）

第044講：魔法方法：簡單定製

課題筆記：

動動手：

0. 按照課堂中的程式，如果開始計時的時間是（2022年2月22日16:30:30），停止時間是（2025年1月23日15:30:30），那按照我們用停止時間減開始時間的計算方式就會出現負數，你應該對此做一些轉換。

1. 相信大家已經意識到不對勁了：為毛一個月一定要31天?不知道有可能也是30天或者29天嗎？（上一題我們的答案是假設一個月31天）

沒錯，如果要正確得到月份的天數，我們還需要考慮是否閏年，還有每月的最大天數，所以太麻煩了……如果我們不及時糾正，我們會在錯誤的道路上越走越遠……

題目：改進我們課堂中的例子，這次使用 perf_counter() 和 process_time() 作為計時器。另外增加一個 set_timer() 方法，用於設定預設計時器（預設是 perf_counter()，可以通過此方法修改為 process_time()）。

2. 既然咱都做到了這一步，那不如再深入一下。再次改進我們的程式碼，讓它能夠統計一個函式執行若干次的時間。

第044講：魔法方法：簡單定製

第041講：魔法方法：構造和析構

第042講：魔法方法：算術運算1

第043講：魔法方法：算術運算2

postman檢視response_postman第7講-核心功能六：Tests（斷言）

postman第7講-核心功能六：Tests（斷言）

第14講：字串--各種奇葩內建方法

第44講：簡單定製

第45講：魔方方法——屬性訪問

第46講：魔方方法——描述符（property的原理）

第006講：Python之常用操作符

第23講：遞迴是神馬

第036講：類和物件：給大家介紹物件 | 課後測試題及答案

第035講：圖形使用者介面入門：EasyGui | 課後測試題及答案

第037講：類和物件：面向物件程式設計

第038講：類和物件：繼承課後測試題及答案

第25講：字典：當索引不好用時

第六講：prometheus初探和配置

小謝第39問：陣列方法slice和splice方法小結

第040講：類和物件：一些相關的BIF

第044講：魔法方法：簡單定製

課題筆記：

動動手：

0. 按照課堂中的程式，如果開始計時的時間是（2022年2月22日16:30:30），停止時間是（2025年1月23日15:30:30），那按照我們用停止時間減開始時間的計算方式就會出現負數，你應該對此做一些轉換。

1. 相信大家已經意識到不對勁了：為毛一個月一定要31天?不知道有可能也是30天或者29天嗎？（上一題我們的答案是假設一個月31天）

沒錯，如果要正確得到月份的天數，我們還需要考慮是否閏年，還有每月的最大天數，所以太麻煩了……如果我們不及時糾正，我們會在錯誤的道路上越走越遠……

題目：改進我們課堂中的例子，這次使用 perf_counter() 和 process_time() 作為計時器。另外增加一個 set_timer() 方法，用於設定預設計時器（預設是 perf_counter()，可以通過此方法修改為 process_time()）。

2. 既然咱都做到了這一步，那不如再深入一下。再次改進我們的程式碼，讓它能夠統計一個函式執行若干次的時間。

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