13.1 运算符重载基础

Python 在重载运算符上施加了一些限制，做好了灵活性、可用性和安全性的平衡：

  • 不能重载内置类型的运算符
  • 不能新建运算符，只能重载现有的
  • 某些运算符不能重载：is，and，or 和 not

13.2 一元运算符

支持一元运算符很简单，只需实现相应的特殊方法。这些特殊方法只有一个参数，self。然后，使用符合所在类的逻辑实现。不过，要遵守运算符的一个基本规则：始终返回一个新对象。也就是说，不能修改 self，要创建并返回合适类型的新实例。

为了支持涉及不同类型的运算，Python 为中缀运算符特殊方法提供了特殊的分派机制。对表达式 a + b 来说，解释器会执行以下几步操作：

  1. 如果 a 有 __add__ 方法，而且返回值不是 NotImplemented，调用 a.__add__(b)，然后返回结果。
  2. 如果 a 没有 __add__ 方法，或者调用 __add__ 方法返回 NotImplemented，检查 b 有没有 __radd__ 方法，如果有，而且没有 返回 NotImplemented，调用 b.__radd__(a)，然后返回结果。
  3. 如果 b 没有 __radd__ 方法，或者调用 __radd__ 方法返回 NotImplemented，抛出 TypeError，并在错误消息中指明操作数类型 不支持。

在重载运算符时，如果我们在进行处理的过程中抛出了异常，那么我们不应该直接让该异常抛出，因为这样有可能阻断 Python 继续尝试调用其他运算符的流程，所以我们应该将错误捕获，并返回 Notimplemented：

1
2
3
4
5
6
def __add__(self, other): 
    try:
        pairs = itertools.zip_longest(self, other, fillvalue=0.0) 
        return Vector(a + b for a, b in pairs) 
    except TypeError:  
        return NotImplemented

如果操作数的类型不同，我们要检测出不能处理的操作数。可以使用两种方式处理这个问题：一种是鸭子类型，直接尝试执行运算，如果有问题，捕获 TypeError 异常；另一种是显式使用 isinstance 测试，但是不能测试具体类，而要测试例如 numbers.Real 这样的抽象基类。

13.6 增量赋值运算符

如果一个类没有实现就地运算符，增量赋值运算符只是语法糖：a += b 的作用与 a = a + b 完全一样。

然而，如果实现了就地运算符方法，例如 __iadd__，计算 a += b 的结果时会调用就地运算符方法。这种运算符的名称表明，它们会就地修改左操作数，而不会创建新对象作为结果。

对于不可变类型，一定不能实现就地特殊方法。