首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >Python 中的神秘运算符

Python 中的神秘运算符

作者头像
Crossin先生
发布2020-01-20 16:24:41
8210
发布2020-01-20 16:24:41
举报

今天我们来讲讲 Python 里一个不为众人所知的运算符。你可能会觉得疑惑:还有我不知道的运算符?别急着下结论,先往下看看再说。

在 Python3.5 中通过 PEP465

(https://www.python.org/dev/peps/pep-0465)加入了 @运算符,也就是矩阵相乘运算符。虽然目前没有任何内置的 Python 类型实现了这个运算符的逻辑(就只是挖了个坑),但是如果你用过 numpy,大概对这个运算符的逻辑并不陌生:

>>> a = numpy.array([1, 2, 3])
>>> b = numpy.array([10, 20, 30])
>>> a @ b
140
>>> c = numpy.array([[10, 15], [20, 25], [30, 35]])
>>> d = numpy.array([[4, 5, 6], [7, 8, 9]])
>>> c @ d
array([[145, 170, 195],
       [255, 300, 345],
       [365, 430, 495]])

如今,在原生的 Python 代码中,你也可以使用这个运算符。但前提是,你得自己实现具体的运算规则,也就是实现 __matmul__()__rmatmul__() __imatmul__() 这3个方法。

在看实例之前,我们先来了解下这种特殊的类方法。

在官方文档中,我们看到与 __matmul__ 方法一起介绍的还有 __add____sub__ 等等(注意前后都是2个下划线),这些方法都是用来定义此类型的运算符号。

假设现在有一个类叫 A,我们在其 class 中实现了加法方法 __add__

def __add__(self, value):
    # 具体实现代码(略)

那么我们就可以在代码中对 A 的实例进行加法运算:

a = A()
b = A()
c = a + b

此种情况下,__add__ 函数会被调用,self 对应的是 a 变量,而 value 对应的则是 b 变量。

__matmul__ 与之类似,唯一的不同就是它会在使用 @ 操作符而不是 + 时被调用。

同样的道理,__rmatmul__ 对应操作数不支持相关运算或者类型不同的情况,__imatmul__ 则对应复合赋值运算符的情况:

a = A()
b = A()
c = a @ b  # __matmul__
d = a @ 1  # __rmatmul__
a @= 1  #__imatmul__

接下来我们来创建一个继承 list 的类并实现矩阵乘法:

class NewList(list):
    def __matmul__(self, v):
        result = []
        for i in range(len(self)):
            result.append([])
            for j in range(len(v[0])):
                result[i].append(0)

        for i in range(len(self)):
            for j in range(len(v[0])):
                for k in range(len(v)):
                    result[i][j] += self[i][k] * v[k][j]
        return result

# 测试
x = NewList([[7, 7, 3],
    [4, 5, 6],
    [6, 4, 3]])

y = NewList([[5, 4, 1, 2],
    [6, 2, 3, 0],
    [4, 5, 6, 1]])

z = x @ y
for i in z:
    print(i)

输出结果:

[89, 57, 46, 17]
[74, 56, 55, 14]
[66, 47, 36, 15]

虽然这个符号的设定是用于矩阵乘法,但实际上可以自定义为任何操作。比如我们可以用它来计算直角坐标系上两个点之间的距离

from math import sqrt

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x   # x坐标
        self.y = y   # y坐标

    def __matmul__(self, value):
        x_sub = self.x - value.x
        y_sub = self.y - value.y
        return sqrt(x_sub**2 + y_sub**2)

a = Point(1, 3)
b = Point(4, 7)
print(a @ b)

以上便是我今天跟大家分享的 Python 神秘操作符。

注:本文来自编程教室的读者 @pynickle 即将发布的 GitChat 的一部分。此次 GitChat 中,他将会介绍一些 Python 的冷知识(但不适合零基础小白,明天截止预订),如果你感兴趣的话,欢迎加入一起讨论交流。

(点击文末 阅读原文 可直达)

作者:pynickle


本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自微信公众号。
原始发表:2019-12-23,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 Crossin的编程教室 微信公众号,前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档