定制类
看到类似 __slots__ 这种形如 __xxx__ 的变量或者函数名就要注意，这些在 Python 中是有特殊用途的。
__slots__ 我们已经知道怎么用了，__len__() 方法我们也知道是为了能让 class 作用于 len() 函数。
除此之外，Python 的 class 中还有许多这样有特殊用途的函数，可以帮助我们定制类。
__str__
我们先定义一个 Student 类，打印一个实例:
>>> 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。
怎么才能打印得好看呢？只需要定义好 __str__() 方法，返回一个好看的字符串就可以了:
>>> 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)
这样打印出来的实例，不但好看，而且容易看出实例内部重要的数据。
但是细心的朋友会发现直接敲变量不用 print，打印出来的实例还是不好看:
>>> s = Student('Michael')
>>> s
<__main__.Student object at 0x109afb310>
这是因为直接显示变量调用的不是 __str__()，而是 __repr__()，两者的区别是 __str__() 返回用户看到的字符串，而 __repr__() 返回程序开发者看到的字符串，也就是说，__repr__() 是为调试服务的。
解决办法是再定义一个 __repr__()。但是通常 __str__() 和 __repr__() 代码都是一样的，所以，有个偷懒的写法:
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def __str__(self):
return 'Student object (name=%s)' % self.name
__repr__ = __str__
__iter__
如果一个类想被用于 for ... in 循环，类似 list 或 tuple 那样，就必须实现一个 __iter__() 方法，该方法返回一个迭代对象，然后，Python 的 for 循环就会不断调用该迭代对象的 __next__() 方法拿到循环的下一个值，直到遇到 StopIteration 错误时退出循环。
我们以斐波那契数列为例，写一个 Fib 类，可以作用于 for 循环:
class Fib(object):
def __init__(self):
self.a, self.b = 0, 1 # 初始化两个计数器a，b
def __iter__(self):
return self # 实例本身就是迭代对象，故返回自己
def __next__(self):
self.a, self.b = self.b, self.a + self.b # 计算下一个值
if self.a > 100000: # 退出循环的条件
raise StopIteration()
return self.a # 返回下一个值
现在，试试把 Fib 实例作用于 for 循环:
>>> for n in Fib():
... print(n)
...
1
1
2
3
5
...
46368
75025
__getitem__
Fib 实例虽然能作用于 for 循环，看起来和 list 有点像，但是，把它当成 list 来使用还是不行，比如，取第 5 个元素:
>>> Fib()[5]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'Fib' object does not support indexing
要表现得像 list 那样按照下标取出元素，需要实现 __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
现在，就可以按下标访问数列的任意一项了:
>>> f = Fib()
>>> f[0]
1
>>> f[1]
1
>>> f[2]
2
>>> f[3]
3
>>> f[10]
89
>>> f[100]
573147844013817084101
但是 list 有个神奇的切片方法:
>>> list(range(100))[5:10]
[5, 6, 7, 8, 9]
对于 Fib 却报错。原因是 __getitem__() 传入的参数可能是一个 int，也可能是一个切片对象 slice，所以要做判断:
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
现在试试 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]
但是没有对 step 参数作处理:
>>> f[:10:2]
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]
也没有对负数作处理，所以，要正确实现一个 __getitem__() 还是有很多工作要做的。
此外，如果把对象看成 dict，__getitem__() 的参数也可能是一个可以作 key 的 object，例如 str。
与之对应的是 __setitem__() 方法，把对象视作 list 或 dict 来对集合赋值。最后，还有一个 __delitem__() 方法，用于删除某个元素。
总之，通过上面的方法，我们自己定义的类表现得和 Python 自带的 list、tuple、dict 没什么区别，这完全归功于动态语言的“鸭子类型”，不需要强制继承某个接口。
__getattr__
正常情况下，当我们调用类的方法或属性时，如果不存在，就会报错。比如定义 Student 类:
class Student(object):
def __init__(self):
self.name = 'Michael'
调用 name 属性，没问题，但是，调用不存在的 score 属性，就有问题了:
>>> s = Student()
>>> print(s.name)
Michael
>>> print(s.score)
Traceback (most recent call last):
...
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'
错误信息很清楚地告诉我们，没有找到 score 这个 attribute。
要避免这个错误，除了可以加上一个 score 属性外，Python 还有另一个机制，那就是写一个 __getattr__() 方法，动态返回一个属性。修改如下:
class Student(object):
def __init__(self):
self.name = 'Michael'
def __getattr__(self, attr):
if attr=='score':
return 99
当调用不存在的属性时，比如 score，Python 解释器会试图调用 __getattr__(self, 'score') 来尝试获得属性，这样，我们就有机会返回 score 的值:
>>> s = Student()
>>> s.name
'Michael'
>>> s.score
99
返回函数也是完全可以的:
class Student(object):
def __getattr__(self, attr):
if attr=='age':
return lambda: 25
只是调用方式要变为:
>>> s.age()
25
注意，只有在没有找到属性的情况下，才调用 __getattr__，已有的属性，比如 name，不会在 __getattr__ 中查找。
此外，注意到任意调用如 s.abc 都会返回 None，这是因为我们定义的 __getattr__ 默认返回就是 None。要让 class 只响应特定的几个属性，我们就要按照约定，抛出 AttributeError 的错误:
class Student(object):
def __getattr__(self, attr):
if attr=='age':
return lambda: 25
raise AttributeError('\'Student\' object has no attribute \'%s\'' % attr)
这实际上可以把一个类的所有属性和方法调用全部动态化处理了，不需要任何特殊手段。
这种完全动态调用的特性有什么实际作用呢？作用就是，可以针对完全动态的情况作调用。
举个例子:
现在很多网站都搞 REST API，比如新浪微博、豆瓣啥的，调用 API 的 URL 类似:
http://api.server/user/friendshttp://api.server/user/timeline/list
如果要写 SDK，给每个 URL 对应的 API 都写一个方法，那得累死，而且，API 一旦改动，SDK 也要改。
利用完全动态的 __getattr__，我们可以写出一个链式调用:
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__
试试:
>>> Chain().status.user.timeline.list
'/status/user/timeline/list'
这样，无论 API 怎么变，SDK 都可以根据 URL 实现完全动态的调用，而且，不随 API 的增加而改变!
还有些 REST API 会把参数放到 URL 中，比如 GitHub 的 API:
GET /users/:user/repos
调用时，需要把 :user 替换为实际用户名。如果我们能写出这样的链式调用:
Chain().users('michael').repos
就可以非常方便地调用 API 了。有兴趣的童鞋可以试试写出来。
__call__
一个对象实例可以有自己的属性和方法，当我们调用实例方法时，我们用 instance.method() 来调用。能不能直接在实例本身上调用呢？在 Python 中，答案是肯定的。
任何类，只需要定义一个 __call__() 方法，就可以直接对实例进行调用。请看示例:
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def __call__(self):
print('My name is %s.' % self.name)
调用方式如下:
>>> s = Student('Michael')
>>> s() # self参数不要传入
My name is Michael.
__call__() 还可以定义参数。对实例进行直接调用就好比对一个函数进行调用一样，所以您完全可以把对象看成函数，把函数看成对象，因为这两者之间本来就没啥根本的区别。
如果您把对象看成函数，那么函数本身其实也可以在运行期动态创建出来，因为类的实例都是运行期创建出来的，这么一来，我们就模糊了对象和函数的界限。
那么，怎么判断一个变量是对象还是函数呢？其实，更多的时候，我们需要判断一个对象是否能被调用，能被调用的对象就是一个 Callable 对象，比如函数和我们上面定义的带有 __call__() 的类实例:
>>> callable(Student())
True
>>> callable(max)
True
>>> callable([1, 2, 3])
False
>>> callable(None)
False
>>> callable('str')
False
通过 callable() 函数，我们就可以判断一个对象是否是“可调用”对象。
相关信息
更多可定制的方法，请参考 Python 的官方文档。