Python中对象的循环遍历切片等实现原理

简介：for循环遍历对象中的属性值实现原理，对象切片截取实现原理，对象反转实现原理

之前的文章中我们介绍过for/in遍历，但是之前遍历的都是列表，元组等数据结构。那么for/in能不能遍历对象呢？

事实上对象也是可以遍历的，而且之前所介绍的列表，元组，集合等，其实都是对象，那么他们是怎么实现遍历对象的呢？为什么我们自己写的对象无法遍历？

1. 实现原理

在python中如果我们想要遍历一个对象，只需要在对象中实现 __getitem__ 魔术方法即可。for/in遍历对象时会去调用这个魔术方法获取遍历后的单个元素，具体实现方式如下：

class PeoploContainer():
    def __init__(self,peoples):
        self.container = peoples

    # 切片（包含for/in遍历）魔法方法
    def __getitem__(self,item):
        return self.container[item]

peoples = PeoploContainer(['tom','bob','jane'])

# 遍历
for people in peoples:
    print(people) # 打印结果：tom bob jane

2. 截取

上面介绍的 __getitem__ 魔法方法其实是一个切片魔法方法，这个方法除了可以实现for/in遍历之外，其实也可以实现截取功能，毕竟截取和for/in遍历都是从列表中读取一个或若干个元素。具体实现如下所示：

class PeoploContainer():
    def __init__(self,peoples):
        self.container = peoples
    # 魔术方法
    def __item__(self,item):
        return self.container[item]

peoples = PeoploContainer(['tom','bob','jane'])

# 截取
print(peoples[:2]) # 打印结果：['tom', 'bob']

__item__参数 item：通过peoples[0]获取某个元素时以及for/in遍历时，item是一个 int 类的值也就是索引

但是如果我们通过peoples[0:2]进行截取时，item是一个 slice 类的值

3. 获取对象的长度

平时使用 len() 函数可以获取列表、元组及集合等基础数据结构的长度，那么我们可不可以使用 len() 函数获取某个对象的长度呢？

当然可以，我们只需要在对象中定义 __len__ 魔法方法，在这个魔法方法中使用 len() 获取某个变量的长度即可。如果没有定义该魔法函数使用 len() 获取对象的长度会直接报错哦。具体实现代码如下：

class PeoploContainer():
    def __init__(self,peoples):
        self.container = peoples
    
    # 获取长度的魔法方法
    def __len__(self):
        return len(self.container)

peoples = PeoploContainer(['tom','bob','jane'])

print(len(peoples)) #打印结果：3

4. 使用 in 判断某个元素是否在对象中

我们使用 in 判断某个元素是否在对象的某个容器中时，会调用对象的 __contains__ 魔法方法，因此，我们只需要实现该魔法方法即可。具体代码如下：

class PeoploContainer():
    def __init__(self,peoples):
        self.container = peoples

    # in相关魔法方法
    def __contains__(self,item):
        return True if item in self.container else False

peoples = PeoploContainer(['tom','bob','jane'])

print('tom' in peoples) # 打印结果：True

__contains__参数item：待判断的值

5. 数据反转

和上面一样，只需要实现 reversed() 函数对应的魔法方法 __reversed__ 即可。并且这个魔法函数没有返回值，直接使用reverse() 使对象某个属性的值进行反转即可。具体实现代码如下所示：

class PeoploContainer():
    def __init__(self,peoples):
        self.container = peoples

    # 数据反转相关的魔法方法
    def __reversed__(self):
        self.container.reverse()

peoples = PeoploContainer(['tom','bob','jane'])
# 数据反转
reversed(peoples)
# 反转后的数据
print(peoples.container) # 打印结果：['jane', 'bob', 'tom']

介绍到这里，大家应该有所发现，所有python内置的数据结构相关函数，在对象中都有与之对应的魔法方法进行操作。事实上，所有的基础数据结构都是对象，他们的对象内部其实就是实现了与之对应的魔法方法，使得我们可以使用 len() 等函数操作基础数据结构。

 

有遗漏或者不对的可以在我的公众号留言哦