Python人工智能从入门到精通
对象的属性管理函数:
getattr(obj, name[,default)
从对象得到对象的属性，getattr（x， “y”） 等同于x， y 当属性
不存在时 如果给出default参数则返回default
如果没有给出default ，则产生一个AttributeError错误
hasattr（obj， name）用给定的name返回对象obj是否有此属性
此种做法可以避免在getattr（obj，name）时引发错误
setattr(obj, name, value) 给对象obj的名为name的
属性设置相应的值value, set(x, 'y', v) 等同于 x.y = v
delattr(obj, name) 删除对象obj中的name属性
, delattr(x, 'y') 等同于 del x.y
示例：
class Dog:
pass d = Dog()
d.color = "白色" v = getattr(d, "color") # 等同于 v = d.color
v = getattr(d, "kinds") # 出错,没有d.kinds属性
v = getattr(d, "kinds", "没有这个属性") # v= '没有这个属性'
hasattr(d, 'color') # True
hasattr(d, 'kinds') # False
setattr(d, 'kinds', '京巴') # 等同于d.kinds ='京巴'
hasattr(d, 'kinds') # True
delattr(d, 'kinds') # 等同于 del d.kinds
hasattr(d, 'kinds') # False
异常（高级）：
可以用于异常的语句
try-except # 捕获异常，得到通知
try-finally # 左任何流程（正常/异常）都必须执行要执行的语句
raise # 发送异常
assert # 根据条件发送异常通知
with 语句：
语法：
with 表达式1[as 变量1]， 表达式2[as 变量2]....
作用：
使用与对资源进行访问的场合，确保使用过程中不管
是否发生异常都会执行必要的“清理操作”，并释放资源
（如： 文件使用后自动关闭，线程中锁的自动获取和释放等）
说明：
执行表达式，as子句中的变量绑定生成的对象
with语句并不改变异常的状态
示例：
# with语句打开文件和自动关闭 try:
with open("a.txt") as f:
for x in f:
print(x)
int("abc") # 出现异常
except OSError:
print("文件打开失败") except ValueError:
print("文件操作过程中错误") # try-finally语句打开文件和关闭
try:
f = open("a.txt")
for x in f:
print(x)
except OSError:
print("打开文件失败")
except ValueError:
print("文件操作过程中错误")
finally:
f.close()
# 修改原来的copy文件功能
src_filename = input("请输入源文件路径名: ")
dst_filename = input('请输入目标文件路径名: ')
try:
with open(src_filename, 'rb') as src,\
open(dst_filename, 'wb') as dst: # 打开源文件用来读数据
while True:
b = src.read(4096)
if not b: # 已经再也读不到数据了
break
dst.write(b)
print("复制成功")
except OSError:
print("复制失败")
环境管理器：
类内有__enter__和__exit__实例方法的类被称为环境管理器
能够用with进行管理的对象必须是环境管理器
说明：
__enter__将在进入with语句时被调用并返回由as变量绑定的对象
__exit__将在离开with语句时被调用，且可以用参数来判断在
离开with语句时是否有异常发生并作出相应的处理
示例：
# 一个自定义的类创建的对象能够使用ｗｉｔｈ语句 class A:
'''此类的对象可用于ｗｉｔｈ语句进行管理'''
def __enter__(self):
print("已经进入ｗｉｔｈ语句中，资源分配成功")
return self # <<<-- 此处返回的对象将由as变量绑定 def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
print("离开ｗｉｔｈ语句,资源释放成功")
if exc_type is None:
print("当离开ｗｉｔｈ语句时没有异常")
else:
print("有异常发生 异常类型：",exc_type , "异常值：", exc_val) with A() as a:
print("这是ｗｉｔｈ语句中的语句")
raise ValueError("故意制造的异常")
运算符重载：
什么是运算符重载
让自定义的类生成的对象（实例）能够使用运算符进行操作
作用：
1.让自定义的类的实例能够运行运算符操作
2.让程序简洁易读
3.对定义对象将运算符赋予新的运算规则
说明：
运算符重载方法的参数已经有固定含义，不建议改变原有的含义
算数运算符重载：
方法名 运算符和表达式 说明
__add__(self, rhs) self + rsh 加法
__sub__(self, rhs) self - rsh 减法
__mul__(self, rhs) self * rsh 乘法
__truediv__(self, rhs) self / rsh 除法
__floordiv__(self, rhs) self // rsh 地板除
__mod__(self, rhs) self % rsh 求模
__pow__(self, rhs) self ** rsh 幂
rhs（self hand side） 右手边
示例：
class MyNumber:
def __init__(self, val):
self.data = val def __repr__(self):
return "%d" % self.data def __add__(self, rsh):
v = self.data + rsh.data
return MyNumber(v) def __sub__(self, rsh):
return MyNumber(self.data - rsh.data) n1 = MyNumber(100)
n2 = MyNumber(200)
n3 = n1 + n2 # 等同于 n3 = n1.__add__(n2)
# n3 = n1.__add__(n2)
print(t(n1, "-", n2, "=", n1 - n2)
反向算术运算符的重载
当运算符的左侧为内建类型,右侧为自义类型的对象进行算术运算符运算时,会出现TypeError错误,
因无法修改内建类的代码来实现运算符重载,此时需要使用反向算术运算符重载
反向算术运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__radd__(self, lhs) lhs + self 加法
__rsub__(self, lhs) lhs - self 减法
__rmul__(self, lhs) lhs * self 乘法
__rtruediv__(self, lhs) lhs / self 除法
__rfloordiv__(self, lhs) lhs // self 地板除
__rmod__(self, lhs) lhs % self 取模(求余)
__rpow__(self, lhs) lhs ** self 幂
lhs(left hand side) 右手边
示例：
# 此示例示意返向算述运算符的重载
class MyList:
def __init__(self, lst=[]):
'''在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
bata 用来绑定每个对象自己的列表
'''
self.beta = [x for x in lst]
# self.bata = list(lst) def __repr__(self):
return "%s" % self.beta def __mul__(self, rhs): return MyList(self.beta * rhs)
print("__mul__ 被到调用") def __rmul__(self, lhs):
print("__rmul__ 被到调用")
return MyList(self.beta * lhs) # 反向传参 L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList(range(4, 7))
L3 = 2 * L1 # L1.__rmul__(2)
print(L3) L5 = L1 * 2 # L5 = L1.__mul__(2)
print(L5) # MyList([1, 2, 3, 1, 2, 3])
复合赋值算术运算符的重载
以复合赋值算术运算符 x += y 为例,此运算会优先调用x.__iadd__(y) 方法,
如果没有__iadd__方法时会将复合赋值运算拆解为 x = x + y,然后调用x = x.__add__(y) 方法
如果再不存在 __add__方法则会触发TypeError异常
其它复合赋值运算符也具有相同的规则
复合赋值算术运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__iadd__(self, lhs) lhs += self 加法
__isub__(self, lhs) lhs -= self 减法
__imul__(self, lhs) lhs *= self 乘法
__itruediv__(self,lhs) lhs /= self 除法
__ifloordiv__(self, lhs) lhs //= self 地板除
__imod__(self, lhs) lhs %= self 取模(求余)
__ipow__(self, lhs) lhs **= self 幂
示例：
class MyList:
def __init__(self, lst=[]):
'''在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
bata 用来绑定每个对象自己的列表
'''
# self.beta = [x for x in lst]
self.bata = list(lst) def __repr__(self):
return "%s" % self.beta def __iadd__(self, rhs):
self.beta += rhs.beta # id不变
return self def __add__(self, rhs):
return MyList(self.beta + rhs.beta) # id会不变 L = MyList([1, 2, 3]) def f1(lst):
lst += MyList([4, 5, 6]) f1(L)
print(L)
复合赋值算术运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__lt__(self, rhs) self < rhs 小于
__le__(self, rhs) self <= rhs 小于等于
__gt__(self, rhs) self > rhs 大于
__ge__(self, rhs) self >= rhs 大于等于
__eq__(self, rhs) self == rhs 等于
__ne__(self, rhs) self != rhs 不等于
示例：
# 此示例示意比较运算符的重载
class MyList:
def __init__(self, iterable):
self.data = list(iterable) def __repr__(self):
return 'MyList(%s)' % self.data def __eq__(self, rhs):
return self.data == rhs.data def __gt__(self, rhs):
return self.data > rhs.data L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList([1, 2, 3]) print(L1 == L2) # True
print(L1 > L2) # False
# print(L1 == L2) # 如果没有__eq__ 方法判断两个对象的id
# print(L1 > L2) # 如果没有__gt__ 方法报错
位运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__invert__(self) ~ self 取反(一元运算符)
__and__(self, rhs) self & rhs 位与
__or__(self, rhs) self | rhs 位或
__xor__(self, rhs) self ^ rhs 位异或
__lshift__(self, rhs) self << rhs 左移
__rshift__(self, rhs) self >> rhs 右移
反向位运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__rand__(self, lhs) lhs & self 位与
__ror__(self, lhs) lhs | self 位或
__rxor__(self, lhs) lhs ^ self 位异或
__rlshift__(self, lhs) lhs << self 左移
__rrshift__(self, lhs) lhs >> self 右移
复合赋值位运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__iand__(self, rhs) self &= rhs 位与
__ior__(self, rhs) self |= rhs 位或
__ixor__(self, rhs) self ^= rhs 位异或
__ilshift__(self, rhs) self <<= rhs 左移
__irshift__(self, rhs) self >>= rhs 右移
一元运算符重载
方法名 运算符和表达式 说明
__invert__(self) ~ self 取反(一元运算符)
__pos__(self) + self 正号
__neg__(self) - self 负号
语法:
def __xxx__(self):
示例：
# 此示例示意一元运算符的重载
class MyList:
def __init__(self, lst=[]):
'''在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
bata 用来绑定每个对象自己的列表
'''
self.beta = [x for x in lst]
# self.bata = list(lst) def __repr__(self):
return "%s" % self.beta def __neg__(self):
return MyList((-x for x in self.beta)) def __pos__(self):
return MyList((abs(x) for x in self.beta))
# L = []
# for x in self.beta:
# if x > 0:
# L.append(x)
# else:
# L.append(-x)
# return MyList(L) L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5])
L2 = -L1
print(L2) # MyList([-1, 2, -3, 4, -5]) # 实现用正号运算符返回全部元素为正数的自定义列表
L3 = + L1
print(L3) # MyList([1, 2, 3, 4, 5])
in / not in 运算符重载
重载方法:
def __contains__(self, e):
....
示例：
# in not in 重载 class MyList:
def __init__(self, lst=[]):
'''在初始化方法内为每个对象都创建一个bata属性
bata 用来绑定每个对象自己的列表
'''
self.beta = [x for x in lst]
# self.bata = list(lst) def __repr__(self):
return "%s" % self.beta def __contains__(self, e):
return e in self.beta L1 = MyList([1, 2, -3, 4, -5]) print(2 in L1)
print(3 in L1)
print(4 in L1)
print(5 in L1)
索引和切片运算符的重载
方法名 运算符和表达式 说明
__getitem__(self, i) x = self[i] 索引/切片取值
__setitem__(self, i, val) self[i] = val 索引/切片赋值
__delitem__(self, i) del self[i] 删除索引/切片
作用:
让自定义的类的对象能够支持索引和切片操作
示例：
# 此示例示意 索引/切片 运算符的重载
class MyList:
def __init__(self, iterable):
self.data = list(iterable) def __repr__(self):
return 'MyList(%s)' % self.data def __getitem__(self, i):
print("索引i的值是:", i)
return self.data[i] def __setitem__(self, i, v):
print("__setitem__被调用, i=", i, 'v=', v)
self.data[i] = v def __delitem__(self, i):
del self.data[i] L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5])
v = L1[2] # v = 3
print(v) #
L1[1] = 2
print(L1) # MyList([1, 2, 3, -4, 5])
del L1[3]
print(L1) # MyList([1, 2, 3, 5])
slice 函数:
作用:
用于创建一个slice切片对象,此对象存储切片的信息
格式:
slice(start=None, stop=None, step=None)
slice对象的属性
s.start 切片的起始值, 默认为None
s.stop 切片的终止值, 默认为None
s.step 切片的步长, 默认为None
示例：
# 此示例示意 索引/切片 运算符的重载
class MyList:
def __init__(self, iterable):
self.data = list(iterable) def __repr__(self):
return 'MyList(%s)' % self.data def __getitem__(self, i):
print("索引i的值是:", i)
if type(i) is int:
print("正在进行索引操作")
elif type(i) is slice:
print("正在进行切片操作")
print("起始值是:", i.start)
print("终止值是:", i.stop)
print("步长值是:", i.step)
return self.data[i] def __setitem__(self, i, v):
print("__setitem__被调用, i=", i, 'v=', v)
self.data[i] = v def __delitem__(self, i):
del self.data[i] L1 = MyList([1, -2, 3, -4, 5])
L2 = L1[::2]
print(L2)
特性属性 @property
实现其它语言所拥有的 getter 和 setter 的功能
作用:
用来模拟一个属性
通过@property 装饰器可以对模拟属性的取值和赋值加以控制
示例见:
示例：
class Student:
def __init__(self, s):
self.__score = s # 私有属性,不让其它人任意修改成绩 @property
def score(self):
'''伪装模拟私有一个成绩属性 并返回成绩'''
return self.__score @score.setter
def score(self, v):
'''实现设置者setter , 对用户的复制加以限制'''
assert 0 <= v <= 100, "成绩不合法"
self.__score = v s = Student(59)
print(s.score) # 希望有一个属性能得到成绩 虚拟属性不能复制
s.score = 80 # 通过s.score 来修改成绩
print(s.score) # 修改成功 s.score看似属性 是模拟属性 实际内部已经被替换
问题:
L = [1, 2, 3]
def f1(lst):
lst += [4, 5, 6]
f1(L)
print(L) # [1, 2, 3, 4, 5, 6] 为什么
L = (1, 2, 3)
def f1(lst):
lst += (4, 5, 6) # lst = lst + (4, 5, 6)
f1(L)
print(L) # (1, 2, 3) 为什么
练习:
1. 实现两个自定义的列表相加
class MyList:
.... 此处自己实现
L1 = MyList([1, 2, 3])
L2 = MyList(range(4, 7))
L3 = L1 + L2
print(L3) # MyList([1, 2, 3, 4, 5, 6])
L4 = L2 + L1
print(L4) # MyList([4, 5, 6, 1, 2, 3])
L5 = L1 * 2
print(L5) # MyList([1, 2, 3, 1, 2, 3])
练习:
实现有序集合类 OrderSet() 能实现两个集合的交集 &,全集 |,
补集 - 对称补集 ^, ==/!= , in/ not in 等操作
要求集合内部用 list 存储
class OrderSet:
...
s1 = OrderSet([1, 2, 3, 4])
s2 = OrderSet([3, 4, 5])
print(s1 & s2) # OrderSet([3, 4])
print(s1 | s2) # OrderSet([1, 2, 3, 4, 5])
print(s1 ^ s2) # OrderSet([1, 2, 5])
if OrderSet([1, 2, 3]) != OrderSet([3, 4, 5]):
print("不相等")
if s2 == OrderSet(3, 4, 5):
print('s2 == OrderSet(3, 4, 5) is True')
if 2 in s1:
print("2在 s1中")