Značenje operatora u Pythonu možete promijeniti ovisno o korištenim operandima. U ovom vodiču naučit ćete kako koristiti preopterećenje operatora u Python objektno orijentiranom programiranju.
Preopterećenje operatora Pythona
Python operateri rade za ugrađene klase. Ali isti se operator različito ponaša s različitim vrstama. Na primjer, +operator će izvršiti aritmetičko sabiranje dva broja, spojiti dva popisa ili spojiti dva niza.
Ova značajka u Pythonu koja omogućava istom operatoru da ima različita značenja u skladu s kontekstom naziva se preopterećenje operatora.
Pa što se događa kada ih koristimo s objektima korisnički definirane klase? Razmotrimo sljedeću klasu koja pokušava simulirati točku u 2-D koordinatnom sustavu.
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y p1 = Point(1, 2) p2 = Point(2, 3) print(p1+p2)
Izlaz
Traceback (najnoviji zadnji poziv): Datoteka "", red 9, u ispisu (p1 + p2) TypeError: nepodržani tip (ovi) operanda za +: 'Point' i 'Point'
Ovdje možemo vidjeti da TypeErrorje postavljeno a, jer Python nije znao dodati dva Pointobjekta zajedno.
Međutim, ovaj zadatak u Pythonu možemo postići preopterećenjem operatora. Ali prvo, steknimo pojam o posebnim funkcijama.
Python posebne funkcije
Funkcije klase koje počinju dvostrukim donjim crtama __nazivaju se posebnim funkcijama u Pythonu.
Te funkcije nisu tipične funkcije koje definiramo za klasu. __init__()Funkcija mi je gore definirano je jedan od njih. Pozva se svaki put kada stvorimo novi objekt te klase.
U Pythonu postoje brojne druge posebne funkcije. Posjetite Python Special Functions da biste saznali više o njima.
Korištenjem posebnih funkcija našu klasu možemo učiniti kompatibilnom s ugrađenim funkcijama.
>>> p1 = Point(2,3) >>> print(p1)
Pretpostavimo da želimo da print()funkcija ispisuje koordinate Pointobjekta umjesto onoga što smo dobili. U __str__()našoj klasi možemo definirati metodu koja kontrolira način ispisa predmeta. Pogledajmo kako to možemo postići:
class Point: def __init__(self, x = 0, y = 0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x,self.y)
Pokušajmo print()ponovo s funkcijom.
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0), (1))".format(self.x, self.y) p1 = Point(2, 3) print(p1)
Izlaz
(2, 3)
Tako je bolje. Ispada, da se ta ista metoda poziva kada koristimo ugrađenu funkciju str()ili format().
>>> str(p1) '(2,3)' >>> format(p1) '(2,3)'
Dakle, kada koristite str(p1)ili format(p1), Python interno poziva p1.__str__()metodu. Otuda i naziv, posebne funkcije.
Vratimo se sada preopterećenju operatera.
Preopterećenje operatora +
Da bismo preopteretili +operator, morat ćemo implementirati __add__()funkciju u klasu. S velikom moći dolazi velika odgovornost. Unutar ove funkcije možemo raditi što god želimo. Ali razumnije je vratiti Pointobjekt koordinatnog zbroja.
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x, self.y) def __add__(self, other): x = self.x + other.x y = self.y + other.y return Point(x, y)
Pokušajmo ponovo s operacijom zbrajanja:
class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x, self.y) def __add__(self, other): x = self.x + other.x y = self.y + other.y return Point(x, y) p1 = Point(1, 2) p2 = Point(2, 3) print(p1+p2)
Izlaz
(3,5)
Ono što se zapravo događa je da, kada koristite p1 + p2, Python poziva p1.__add__(p2)što pak jest Point.__add__(p1,p2). Nakon toga, operacija zbrajanja izvodi se na način koji smo odredili.
Slično tome, možemo preopteretiti i druge operatore. Posebna funkcija koju trebamo implementirati prikazana je u nastavku.
| Operater | Izraz | Interno |
|---|---|---|
| Dodatak | p1 + p2 | p1.__add__(p2) |
| Oduzimanje | p1 - p2 | p1.__sub__(p2) |
| Množenje | p1 * p2 | p1.__mul__(p2) |
| Vlast | p1 ** p2 | p1.__pow__(p2) |
| Podjela | p1 / p2 | p1.__truediv__(p2) |
| Podna podjela | p1 // p2 | p1.__floordiv__(p2) |
| Ostatak (po modulu) | p1 % p2 | p1.__mod__(p2) |
| Pomicanje ulijevo ulijevo | p1 << p2 | p1.__lshift__(p2) |
| Pomicanje udesno udesno | p1>> p2 | p1.__rshift__(p2) |
| Bitno I | p1 & p2 | p1.__and__(p2) |
| Bitno ILI | p1 | p2 | p1.__or__(p2) |
| Bitno XOR | p1 p2 | p1.__xor__(p2) |
| Bitno NE | ~p1 | p1.__invert__() |
Preopterećenje operatora usporedbe
Python ne ograničava preopterećenje operatora samo na aritmetičke operatore. Možemo preopteretiti i operatore usporedbe.
Pretpostavimo da smo željeli implementirati simbol manji od <simbola u našu Pointklasu.
Usporedimo veličinu tih točaka iz ishodišta i vratimo rezultat u tu svrhu. Može se provesti na sljedeći način.
# overloading the less than operator class Point: def __init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = y def __str__(self): return "((0),(1))".format(self.x, self.y) def __lt__(self, other): self_mag = (self.x ** 2) + (self.y ** 2) other_mag = (other.x ** 2) + (other.y ** 2) return self_mag < other_mag p1 = Point(1,1) p2 = Point(-2,-3) p3 = Point(1,-1) # use less than print(p1
Output
True False FalseSimilarly, the special functions that we need to implement, to overload other comparison operators are tabulated below.
Operator Expression Internally
Less than p1 < p2p1.__lt__(p2)
Less than or equal to p1 <= p2p1.__le__(p2)
Equal to p1 == p2p1.__eq__(p2)
Not equal to p1 != p2p1.__ne__(p2)
Greater than p1> p2p1.__gt__(p2)
Greater than or equal to p1>= p2p1.__ge__(p2)
