可以根据所使用的操作数更改Python中运算符的含义。这种做法被称为运算符重载。

Python操作系统适用于内置类。 但同一运算符的行为在不同的类型有所不同。 例如，+运算符将对两个数字执行算术加法，合并两个列表并连接两个字符串。

Python中的这个功能，允许相同的操作符根据上下文的不同，其含义称为运算符重载。

那么当将它们与用户定义的类的对象一起使用时会发生什么？ 考虑下面的类，它试图模拟二维坐标系中的一个点。

class Point:

def __init__(self, x = 0, y = 0):

self.x = x

self.y = y

现在，运行代码，尝试在Python shell中添加两点。

>>> p1 = Point(2,3)

>>> p2 = Point(-1,2)

>>> p1 + p2

Traceback (most recent call last):

...

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Point' and 'Point'

Python中的特殊功能

以双下划线__开头的类函数在Python中称为特殊函数。 这是因为，它们是有特殊含义。 上面定义的__init__()函数是其中之一。 每次创建该类的新对象时都会调用它。 Python中有很多特殊功能。

使用特殊功能，可以使类与内置函数兼容。

>>> p1 = Point(2,3)

>>> print(p1)

但是如果打印不好或不够美观。可以在类中定义__str__()方法，可以控制它如何打印。 所以，把它添加到类中，如下代码 -

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)

现在再试一次调用print()函数。

>>> p1 = Point(2,3)

>>> print(p1)

(2,3)

当使用内置函数str()或format()时，调用同样的方法。

>>> str(p1)

'(2,3)'

>>> format(p1)

'(2,3)'

所以，当执行str(p1)或format(p1)，Python在内部执行p1.__str__()。

在Python中重载+运算符

要重载+号，需要在类中实现__add__()函数。可以在这个函数里面做任何喜欢的事情。 但是返回Point对象的坐标之和是最合理的。

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)

现在让我们再试一次运行上面的代码 -

>>> p1 = Point(2,3)

>>> p2 = Point(-1,2)

>>> print(p1 + p2)

(1,5)

实际发生的是，当执行p1 + p2语句时，Python将调用p1.__add__(p2)，之后是Point.__add__(p1，p2)。 同样，也可以重载其他运算符。需要实现的特殊功能列在下面。

Python中的运算符重载特殊函数 -

运算符

表达式

内置函数

加法

p1 + p2

p1.__add__(p2)

减法

p1 - p2

p1.__sub__(p2)

乘法

p1 * p2

p1.mul(p2)

次幂

p1 ** p2

p1.__pow__(p2)

除法

p1 / p2

p1.__truediv__(p2)

地板除法

p1 // p2

p1.__floordiv__(p2)

模 (modulo)

p1 % p2

p1.__mod__(p2)

按位左移

p1 << p2

p1.__lshift__(p2)

按位右移

p1 >> p2

p1.__rshift__(p2)

按位AND

p1 & p

p1.__and__(p2)

按位OR

p1 or p2

p1.__or__(p2)

按位XOR

p1 ^ p2

p1.__xor__(p2)

按位NOT

`~p1

p1.invert() `

在Python中重载比较运算符

Python不会限制操作符重载算术运算符。也可以重载比较运算符。

假设想在Point类中实现小于符号

比较这些来自原点的数值，并为此返回结果。 可以实现如下。

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

在Python shell中尝试这些示例运行。

>>> Point(1,1) < Point(-2,-3)

True

>>> Point(1,1) < Point(0.5,-0.2)

False

>>> Point(1,1) < Point(1,1)

False

类似地，可以实现的特殊功能，以重载其他比较运算符，如下表所示。

运算符

表达式

内置函数

小于

p1 < p2

p1.__lt__(p2)

小于或等于

p1 <= p2

p1.__le__(p2)

等于

p1 == p2

p1.__eq__(p2)

不等于

p1 != p2

p1.__ne__(p2)

大于

p1 > p2

p1.__gt__(p2)

大于或等于

p1 >= p2

p1.__ge__(p2)

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