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掌握Python面向对象编程：详解8个关键魔术方法及其应用

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在Python中，面向对象编程（OOP）是一种核心编程范式。它允许开发者创建自定义的数据类型和对象，从而更好地组织代码。在OOP中，魔术方法是一种特殊的方法，它们以双下划线开头和结尾。这些方法在Python中具有特殊的意义，用于实现对象的特殊行为。以下是Python中8个关键魔术方法及其应用的详细介绍。

1. __init__() 方法

__init__() 方法是构造函数，用于初始化对象。当创建对象时，Python会自动调用该方法。

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

p = Person("Alice", 25)
print(p.name)  # 输出: Alice
print(p.age)   # 输出: 25

2. __str__() 方法

__str__() 方法用于返回对象的字符串表示形式。当使用 print() 函数打印对象时，Python会自动调用该方法。

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

    def __str__(self):
        return f"Name: {self.name}, Age: {self.age}"

p = Person("Alice", 25)
print(p)  # 输出: Name: Alice, Age: 25

3. __repr__() 方法

__repr__() 方法用于返回对象的官方字符串表示形式。它与 __str__() 方法类似，但通常用于调试和开发。

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

    def __repr__(self):
        return f"Person(name='{self.name}', age={self.age})"

p = Person("Alice", 25)
print(repr(p))  # 输出: Person(name='Alice', age=25)

4. __del__() 方法

__del__() 方法是析构函数，用于在对象生命周期结束时执行清理操作。

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

    def __del__(self):
        print(f"{self.name} has been deleted.")

p = Person("Alice", 25)
del p

5. __add__() 方法

__add__() 方法用于实现对象的加法运算。例如，可以重写该方法以实现两个自定义对象相加。

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

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

v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
v3 = v1 + v2
print(v3.x, v3.y)  # 输出: 4 6

6. __sub__() 方法

__sub__() 方法用于实现对象的减法运算。与 __add__() 方法类似，可以重写该方法以实现两个自定义对象相减。

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

    def __sub__(self, other):
        return Vector(self.x - other.x, self.y - other.y)

v1 = Vector(5, 5)
v2 = Vector(2, 3)
v3 = v1 - v2
print(v3.x, v3.y)  # 输出: 3 2

7. __eq__() 方法

__eq__() 方法用于比较两个对象是否相等。可以重写该方法以实现自定义对象的相等性比较。

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

    def __eq__(self, other):
        if isinstance(other, Person):
            return self.name == other.name and self.age == other.age
        return False

p1 = Person("Alice", 25)
p2 = Person("Alice", 25)
p3 = Person("Bob", 30)

print(p1 == p2)  # 输出: True
print(p1 == p3)  # 输出: False

8. __iter__() 和 __next__() 方法

__iter__() 和 __next__() 方法用于实现迭代器协议。通过实现这两个方法，可以将自定义对象转换为迭代器。

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

    def __iter__(self):
        self.current = self.start
        return self

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

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

通过掌握这些关键魔术方法，可以更好地利用Python的面向对象编程特性，创建出功能强大且易于维护的代码。

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