python定製類例子——魔法方法
__str__
我們先定義一個Student類，列印一個例項：
>>> class Student(object):
... def __init__(self, name):
... self.name = name
...
>>> print(Student('Michael'))
<__main__.Student object at 0x109afb190>
打印出一堆<__main__.Student object at 0x109afb190>，不好看。
怎麼才能列印得好看呢？只需要定義好__str__()
>>> class Student(object):
... def __init__(self, name):
... self.name = name
... def __str__(self):
... return 'Student object (name: %s)' % self.name
...
>>> print(Student('Michael'))
Student object (name: Michael)
這樣打印出來的例項，不但好看，而且容易看出例項內部重要的資料。
但是細心的朋友會發現直接敲變數不用print，打印出來的例項還是不好看：
>>> s = Student('Michael')
>>> s
<__main__.Student object at 0x109afb310>
這是因為直接顯示變數呼叫的不是__str__()，而是__repr__()，兩者的區別是__str__()返回使用者看到的字串，而__repr__()返回程式開發者看到的字串，也就是說，__repr__()是為除錯服務的。
解決辦法是再定義一個__repr__()。但是通常__str__()和__repr__()程式碼都是一樣的，所以，有個偷懶的寫法：
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def __str__(self):
return 'Student object (name=%s)' % self.name
__repr__ = __str__
__iter__
如果一個類想被用於for ... in迴圈，類似list或tuple那樣，就必須實現一個__iter__()方法，該方法返回一個迭代物件，然後，Python的for迴圈就會不斷呼叫該迭代物件的__next__()方法拿到迴圈的下一個值，直到遇到StopIteration錯誤時退出迴圈。
我們以斐波那契數列為例，寫一個Fib類，可以作用於for迴圈：
class Fib(object):
def __init__(self):
self.a, self.b = 0, 1 # 初始化兩個計數器a，b
def __iter__(self):
return self # 例項本身就是迭代物件，故返回自己
def __next__(self):
self.a, self.b = self.b, self.a + self.b # 計算下一個值
if self.a > 100000: # 退出迴圈的條件
raise StopIteration()
return self.a # 返回下一個值
現在，試試把Fib例項作用於for迴圈：
>>> for n in Fib():
... print(n)
...
1
1
2
3
5
...
46368
75025
__getitem__
Fib例項雖然能作用於for迴圈，看起來和list有點像，但是，把它當成list來使用還是不行，比如，取第5個元素：
>>> Fib()[5]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'Fib' object does not support indexing
要表現得像list那樣按照下標取出元素，需要實現__getitem__()方法：
class Fib(object):
def __getitem__(self, n):
a, b = 1, 1
for x in range(n):
a, b = b, a + b
return a
現在，就可以按下標訪問數列的任意一項了：
>>> f = Fib()
>>> f[0]
1
>>> f[1]
1
>>> f[2]
2
>>> f[3]
3
>>> f[10]
89
>>> f[100]
573147844013817084101
但是list有個神奇的切片方法：
>>> list(range(100))[5:10]
[5, 6, 7, 8, 9]
對於Fib卻報錯。原因是__getitem__()傳入的引數可能是一個int，也可能是一個切片物件slice，所以要做判斷：
class Fib(object):
def __getitem__(self, n):
if isinstance(n, int): # n是索引
a, b = 1, 1
for x in range(n):
a, b = b, a + b
return a
if isinstance(n, slice): # n是切片
start = n.start
stop = n.stop
if start is None:
start = 0
a, b = 1, 1
L = []
for x in range(stop):
if x >= start:
L.append(a)
a, b = b, a + b
return L
現在試試Fib的切片：
>>> f = Fib()
>>> f[0:5]
[1, 1, 2, 3, 5]
>>> f[:10]
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]
但是沒有對step引數作處理：
>>> f[:10:2]
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]
也沒有對負數作處理，所以，要正確實現一個__getitem__()還是有很多工作要做的。
此外，如果把物件看成dict，__getitem__()的引數也可能是一個可以作key的object，例如str。
與之對應的是__setitem__()方法，把物件視作list或dict來對集合賦值。最後，還有一個__delitem__()方法，用於刪除某個元素。
總之，通過上面的方法，我們自己定義的類表現得和Python自帶的list、tuple、dict沒什麼區別，這完全歸功於動態語言的“鴨子型別”，不需要強制繼承某個介面。
__getattr__
正常情況下，當我們呼叫類的方法或屬性時，如果不存在，就會報錯。比如定義Student類：
class Student(object):
def __init__(self):
self.name = 'Michael'
呼叫name屬性，沒問題，但是，呼叫不存在的score屬性，就有問題了：
>>> s = Student()
>>> print(s.name)
Michael
>>> print(s.score)
Traceback (most recent call last):
...
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'
錯誤資訊很清楚地告訴我們，沒有找到score這個attribute。
要避免這個錯誤，除了可以加上一個score屬性外，Python還有另一個機制，那就是寫一個__getattr__()方法，動態返回一個屬性。修改如下：
class Student(object):
def __init__(self):
self.name = 'Michael'
def __getattr__(self, attr):
if attr=='score':
return 99
當呼叫不存在的屬性時，比如score，Python直譯器會試圖呼叫__getattr__(self, 'score')來嘗試獲得屬性，這樣，我們就有機會返回score的值：
>>> s = Student()
>>> s.name
'Michael'
>>> s.score
99
返回函式也是完全可以的：
class Student(object):
def __getattr__(self, attr):
if attr=='age':
return lambda: 25
只是呼叫方式要變為：
>>> s.age()
25
注意，只有在沒有找到屬性的情況下，才呼叫__getattr__，已有的屬性，比如name，不會在__getattr__中查詢。
此外，注意到任意呼叫如s.abc都會返回None，這是因為我們定義的__getattr__預設返回就是None。要讓class只響應特定的幾個屬性，我們就要按照約定，丟擲AttributeError的錯誤：
class Student(object):
def __getattr__(self, attr):
if attr=='age':
return lambda: 25
raise AttributeError('\'Student\' object has no attribute \'%s\'' % attr)
這實際上可以把一個類的所有屬性和方法呼叫全部動態化處理了，不需要任何特殊手段。
這種完全動態呼叫的特性有什麼實際作用呢？作用就是，可以針對完全動態的情況作呼叫。
舉個例子：
現在很多網站都搞REST API，比如新浪微博、豆瓣啥的，呼叫API的URL類似：
如果要寫SDK，給每個URL對應的API都寫一個方法，那得累死，而且，API一旦改動，SDK也要改。
利用完全動態的__getattr__，我們可以寫出一個鏈式呼叫：
class Chain(object):
def __init__(self, path=''):
self._path = path
def __getattr__(self, path):
return Chain('%s/%s' % (self._path, path))
def __str__(self):
return self._path
__repr__ = __str__
試試：
>>> Chain().status.user.timeline.list
'/status/user/timeline/list'
這樣，無論API怎麼變，SDK都可以根據URL實現完全動態的呼叫，而且，不隨API的增加而改變！
還有些REST API會把引數放到URL中，比如GitHub的API：
GET /users/:user/repos
呼叫時，需要把:user替換為實際使用者名稱。如果我們能寫出這樣的鏈式呼叫：
Chain().users('michael').repos
就可以非常方便地呼叫API了。有興趣的童鞋可以試試寫出來。
__call__
一個物件例項可以有自己的屬性和方法，當我們呼叫例項方法時，我們用instance.method()來呼叫。能不能直接在例項本身上呼叫呢？在Python中，答案是肯定的。
任何類，只需要定義一個__call__()方法，就可以直接對例項進行呼叫。請看示例：
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def __call__(self):
print('My name is %s.' % self.name)
呼叫方式如下：
>>> s = Student('Michael')
>>> s() # self引數不要傳入
My name is Michael.
__call__()還可以定義引數。對例項進行直接呼叫就好比對一個函式進行呼叫一樣，所以你完全可以把物件看成函式，把函式看成物件，因為這兩者之間本來就沒啥根本的區別。
如果你把物件看成函式，那麼函式本身其實也可以在執行期動態創建出來，因為類的例項都是執行期創建出來的，這麼一來，我們就模糊了物件和函式的界限。
那麼，怎麼判斷一個變數是物件還是函式呢？其實，更多的時候，我們需要判斷一個物件是否能被呼叫，能被呼叫的物件就是一個Callable物件，比如函式和我們上面定義的帶有__call__()的類例項：
>>> callable(Student())
True
>>> callable(max)
True
>>> callable([1, 2, 3])
False
>>> callable(None)
False
>>> callable('str')
False
通過callable()函式，我們就可以判斷一個物件是否是“可呼叫”物件。