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作者 | 孔令昌
编辑 | 张婵
对于 asterisk符号的使用,本文分为预定义(predefined)和自定义(customized)两部分进行介绍。
预定义部分,是指 Python 语言中已经预先定义好的部分,直接用就可以了;
自定义,是指定制的,需要程序员自定义相应的功能。
注意,这里讨论的 asterisk 符号的使用包括* 符号和** 符号两种类型。
预定义
下面介绍 asterisk 符号在数值类型、非数值内置类型、函数定义和赋值中的用法。
1
数值类型中 asterisk 符号的用法
在整型和浮点型等数值类型中,* 符号作为乘法运算符,** 符号作为乘方运算符。具体的示例程序,如下:
x,y=2,4
res1=x*y# 8
res2=x**y# 16
res1*=x# 16
res2**=x# 256
2
非数值内置类型中 asterisk 符号用法
所有的非数值内置类型都不支持** 符号;而对于* 符号,只有 tuple 或 list 类型支持*符号操作符,而 set 或 dict 类型不支持,具体如下:
元组(tuple)或列表(list)类型,* 符号可使非数值类型变量重复指定次数;
而集合(set)和字典类型(dict)是不支持* 符号操作符的,会抛出”TypeError: unsupportedoperand type(s)” 异常。具体示例如下:
# list examples print([] * 3) # [] print(list() * 3) # []
print([0]*3)# [0, 0, 0]
# tuple examples print(() * 3) # ()
print(tuple()*3)# ()
print((0,)*3)# (0, 0, 0)
# set examples, throw TypeError Exception try:
set()*3set([])*3{0}*3
exceptTypeErrorase:
print(e)
pass
# dict examples, throw TypeError Exception
try:
{}*3dict()*3{0:’0′}*3
exceptTypeErrorase:
print(e)
pass
注意,(0,) 是元组类型,而(0)是整型,不是元组类型,区别只在于缺少了一个逗号(,)。
3
asterisk 符号在函数定义中的用法
在 Python 函数定义中,* 符号表示允许函数接受数量可变的参数(arguments);** 符号表示允许函数接受数量可变的关键字参数(keyword arguments)。具体示例如下:
deffunc(*args,**kwargs):print(‘args:’,args)print(‘kwargs:’,kwargs)
func((0,1,2),3,4,5,key=0,value=’0′)# args: ((0, 1, 2), 3, 4, 5)
# kwargs: {‘key’: 0, ‘value’: ‘0’}
注意,在 Python 函数定义中,带有* 符号参数,必须在带有** 符号参数之前。
在 Python 3 中,有一个新用法,称为 bare asterisk/star。即,在函数定义中,参数之间,有一个光秃秃的* 符号。这种用法的含义是 barestar 的后面,只能接受关键字参数。更多解释参见 PEP3102–Keyword-OnlyArguments (https://www.python.org/dev/peps/pep-3102/)具体示例如下:
defcompare1(x,y,*,key=None):
print(‘x:’,x)print(‘y:’,y)print(‘key:’,key)returnx>y
defcompare2(x,y,*,z,key=None):
print(‘x:’,x)print(‘y:’,y)print(‘key:’,key)ifz<0:z*=-1
returnzifx>yelse-1
compare1(3,5)compare2(3,5,key=2,z=2)try:
compare2(3,5,2)
exceptTypeErrorase:
print(e)
4
asterisk 符号在赋值中的用法
在调用函数时,采用* 符号可以拆解一些内置类型,使之变成一个个单独的元素再传入函数中。具体示例如下:
deffunc(*args):
print(‘args:’,args)
params=[‘RGBA’,(1,2,3),[1,2,3],{1,2,3}]
# call function with arguments(* included) print(“\ncall function with arguments(* included)”) for args in params:
func(*args)
# call function with arguments(* not included) print(“\ncall function with arguments(* not included)”) for args in params:
func(args)
在 Python3 中,还可以把带有* 符号的操作数(operand),或者说是变量,放到赋值符号的左侧,从而扩展了迭代器(iterator)的拆解赋值。具体示例如下:
iterators=[(0,1,2,3,4),’ABCDE’,[0,1,2,3,4],{0,1,2,3,4}]foriteminiterators:
x,*y,z=itemprint(‘\nitem:’,item)
print(‘x: %s, y: %s, z: %s’%(x,y,z))print(‘-‘*50)
自定义
对于自定义的类,可以通过定义相应的魔法方法(magic method),实现 asterisk 符号运算符(operator)。asterisk 符号相关的操作符与魔法方法的具体对应关系,如表 1 所示。
表1.asterisk 符号操作符与 magic 方法对应关系表
操作符
魔法方法
原始的表现形式
解释
*
__mul__(self,other)
self*other
前向(forward)相乘方法
*
__rmul__(self,other)
other*self
反转(reverse)相乘方法
*=
__imul__(self,other)
self*=other
原地(in-place)相乘方法
**
__pow__(self,other[,modulo])
self**other
前向乘方方法
**
__rpow__(self,other[,modulo])
other**self
反转乘方方法
**=
__ipow__(self,other[,modulo])
self**=other
原地乘方方法
注,反转相乘方法和反转乘方方法只有在 self 实例没有定义对应的前向方法时调用;modulo 为可选参数,表示对 modulo 参数取模。
下面定义了一个 Length 类,实现将长度的单位都转换为米(meter)后,再进行相乘或乘方运算。具体示例代码,如下:
classLength(object):
__metric={“mm”:0.001,”cm”:0.01,”m”:1,”km”:1000,”in”:0.0254,”ft”:0.3048,”yd”:0.9144,”mi”:1609.344}
def__init__(self,value,unit=”m”):
self.value=valueself.unit=unit
defconvert2meters(self):
returnself.value*Length.__metric[self.unit]
def__str__(self):
“””Informal string representation for a user”””returnstr(self.convert2meters())
def__repr__(self):
“””Official/Formal string representation for a programmer”””return”Length(“+str(self.value)+”, ‘”+self.unit+”‘)”
def__add__(self,other):
meters=self.convert2meters()+other.convert2meters()returnLength(meters/Length.__metric[self.unit],self.unit)
def__mul__(self,other):
“””Regard the other object as a multiplier upon self”””meters=self.convert2meters()*other.convert2meters()returnLength(meters/Length.__metric[self.unit],self.unit)
def__imul__(self,other):
“””In-place multiplication”””
meters=self.convert2meters()*other.convert2meters()self.value=meters/Length.__metric[self.unit]
returnself
def__pow__(self,other):
“””Regard the other object as an exponent upon self”””meters=self.convert2meters()**other.convert2meters()returnLength(meters/Length.__metric[self.unit],self.unit)
def__ipow__(self,other):
“””In-place power”””
meters=self.convert2meters()**other.convert2meters()self.value=meters/Length.__metric[self.unit]
returnself
if__name__==’__main__’:x=Length(4)
print(x)
y=eval(repr(x))
# Test * symbol operator
z1=Length(4.5,”yd”)*Length(1)
z1*=xprint(repr(z1))print(z1)
# Test ** operator
z2=y**x
z2**=Length(1)print(repr(z2))print(z2)
参考资料
[1]NumericTypeSpecialMethodsinChapter24.CreatingorExtendingDataTypes. https://www.linuxtopia.org/online_books/programming_books/python_programming/python_c h24s04.html
[2] Magic Methods and OperatorOverloading. https://www.python-course.eu/python3_magic_methods.php
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