python标准库系列教程(三)——operator库详细教程

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Python基础学习：operator模块

声明：functools, itertools, operator是Python标准库为我们提供的支持函数式编程的三大模块，合理的使用这三个模块，我们可以写出更加简洁可读的Pythonic代码，本次的系列文章将介绍并使用这些python自带的标准模块，系列文章分篇连载，此为第三篇，鉴于内容较多，介绍的都是operator库里面的一些常见操作，后面有几个方法涉及到高级操作，认真看哦。有兴趣的小伙伴后面记得关注学习哦！

今天是假期第一天，各位小伙伴玩的开心的同时，也抽点时间搞搞学习哦，学习使我快乐！！！

operator模块输出一系列对应Python内部操作符的函数。例如：operator.add(x, y)等价于表达式x+y。许多函数的名称都被一些特定的方法使用，没有下划线加持。为了向下兼容，它们中的许多都保留着由双下划线的变体。那些不具备双下划线的变体是为了使表达更清晰。

这些函数在各种函数目录里扮演者对象比较、逻辑操作、数学运算以及序列操作等角色。

目录

1 常见的函数操作

2 原址操作

3 比较运算操作

4 逻辑运算操作

5 简单的数学操作与按位运算

6 与序列有关的操作

7 operator高级操作

   7.1 attrgetter函数

   7.2 itemgetter函数

   7.3 methodcaller函数

01

常见的函数操作

<

操作	语法	函数
加法	a + b	add(a, b)
连接	seq1 + seq2	concat(seq1, seq2)
包含测试	obj in seq	contains(seq, obj)
除法	a / b	truediv(a, b)
除法	a // b	floordiv(a, b)
按位与	a & b	and_(a, b)
按位异或	a ^ b	xor(a, b)
按位求反	~ a	invert(a)
按位求或	a | b	or_(a, b)
求幂	a ** b	pow(a, b)
身份测试	a is b	is_(a, b)
身份测试	a is not b	is_not(a, b)
索引分配	obj[k] = v	setitem(obj, k, v)
索引删除	del obj[k]	delitem(obj, k)
得出索引键值	obj[k]	getitem(obj, k)
左移	a << b	lshift(a, b)
求模	a % b	mod(a, b)
乘法	a * b	mul(a, b)
矩阵乘法	a @ b	matmul(a, b)
求负值（数学）	- a	neg(a)
求负值（逻辑）	not a	not_(a)
求正值	+ a	pos(a)
右移	a >> b	rshift(a, b)
片段分配	seq[i: j] = values	setitem(seq, slice(I, j), values)
片段删除	del seq[i, j]	delitem(seq, slice(I, j))
得到片段	swq[i : j]	getitme(seq, slice(i, j))
字符串格式化	s % obj	mod(s, obj)
减法	a - b	sub(a, b)
真值测试	obj	truth(obj)
排序	a < b	lt(a, b)
排序	a <= b	le(a, b)
相等	a == b	eq(a, b)
不等	a !- b	ne(a, b)
排序	a >= b	ge(a, b)
排序	a > b	ge(a, b)

02

原址操作

许多操作都有其原地操作（In-place）版本。以下列出的函数提供了比普通语法操作更原始的原址操作。例如：语句x += y等价于x = operator. iadd(x, y)。其它方法提出说z = operatgor.iadd(x, y)等价于复合语句 z= x; z += y。

在其他例子中，注意，当一个原址操作被调用，计算和分配在两个分割开来的步骤里进行。原址操作对于“可变对象”和“不可变对象”的操作是不太一样的，对于可变对象，操作之前的对象和操作之后的对象共用内存，但是对于不可变对象，却不是这样的。

对于不变的目标例如字符串、数组和元组，原址运算之后我原来的对象是没变化的：

>>>a ='hello'
>>>iadd(a, ' world')
'helloworld'
>>>a   #还是原来的，没变化
'hello

对于可变对象例如列表和字典，原址操作之后，原对象也会更新。

>>>s = ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
>>>iadd(s, [' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd'])
['h', 'e','l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']
>>>s  #s也更新
['h', 'e','l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']

operator. iadd(a, b)
operator. __iadd__(a, b)
a = iadd(a, b)等价于a += b。 

operator. iand(a, b)
operator. __iand__(a, b)
a = land(a, b)等价于a &= b。

operator. iconcat(a, b)
operator. __iconcat__(a, b)
a = iconcat(a, b)等价于a += b，a与b都为序列。

operator. ifloordiv(a, b)
operator. __ifloordiv__(a, b)
a = ifloordiv(a, b)等价于 a //= b。

operator. ilshift(a, b)
operator. __ilshift__(a, b)
a = ilshift(a, b)等价于a <<= b。

operator. imod(a, b)
operator. __imod__(a, b)
a = imud(a, b)等价于a %= b。 

operator. imul(a, b)
operator. imul(a, b)
a = imul(a, b)等价于a *= b。

operator. imatmul(a, b)
operator. __imatmul__(a, b)
a = imatmul(a, b)等价于a @= b。

operator. ior(a, b)
operator. __ior__(a, b)
a = ior(a, b)等价于a |= b。

operator. ipow(a, b)
operator. __ipow__(a, b)
a = ipow(a, b)等价于a ** b。

operator. irshift(a, b)
operator. __irshift__(a, b)
a = irshift(a, b)等价于a >> b。

operator. isub(a, b)
operator. __sub__(a, b)
a = isub(a, b)等价于a -= b。

operator. itruediv(a, b)
operator. __itruediv__(a, b)
a = itruediv(a, b)等价于a /= b。

operator. ixor(a, b)
operator. __ixor__(a, b)
a = ixor(a, b)等价于a ^= b。

上面是一些常见的原址操作运算，带有下划线的版本是为了保持一个兼容性。

03

比较运算操作

对于所有对象来讲，对象比较函数是十分有用的，并且这些函数以它们支持的丰富的比较操作命名，这个和原生的python运算魔法函数是一致的。

operator. lt(a, b)          //less than小于

operator. le(a, b)          //lessthan or equal to小于等于

operator. eq(a, b)          //equal to等于

operator. ne(a, b)          //not equalto不等于

operator. ge(a, b)          //greaterand equal to大于等于

operator. gt(a, b)          //greater大于

operator. __le__(a, b)

operator. __lt__(a, b)

operator. __eq__(a, b)

operator. __ne__(a, b)

operator. __ge__(a, b)

operator. __gt__(a, b)

在a与b之间之行丰富的比较操作。特别地，lt(a, b)等价于a < b、le(a, b)等价于a <= b、eq(a, b)等价于a == b、ne(a, b)等价于a != b、gt(a, b)等价于a > b、ge(a, b)等价于a >= b。注意：这些函数可以返回任何值，这个值可能当做布尔值用、也有可能不行。

04

逻辑运算操作

逻辑操作一般也适用于所有对象，并且支持真值比较、定义测试和布尔操作。

operator. not_(obj)

operator. __not__(obj)

返回非obj的结果。（注意：对于对象实例不存在__not__()方法；只有解释器代码定义了这个操作。它的结果受__bool__()和__len__()方法影响）。

operator. truth(obj)

如果obj是真的，就返回True，否则返回False。等价于使用布尔构造器。

operator. is_(a, b)

返回表达式a is b，用于测试对象的定义。

operator. is_not(a, b)

返回表达式a is not b，用于测试对象定义。

05

数学运算和按位运算

数学运算和按位运算是最多的：

operator. abs(obj)
operator. __abs__(obj)

返回obj的绝对值。

operator. add(a, b)
operator. __add__(a, b)

返回a+b，a与b应为数字。

operator. and(a, b)
operator. __and__(a, b)

返回a与b的按位与操作结果。

operator. floordiv(a, b)
operator. __floordiv(a, b)

返回a//b。（a/b向下取整）

operator. index(a)
operator. __index__(a)

将a转换为整数数据并返回。等价于a. __index__()

operator. inv(obj)
operator. invert(obj)
operator. __inv__(obj)
operator. __invert__(obj)

对数字obj按位求反，并返回。等价于~obj。

operator. lshift(a, b)
operator. __lshift__(a, b)

将a左移b位后返回。

operator. mod(a, b)
operator. __mod__(a, b)

返回a%b

operator. mul(a, b)
operator. __mul__(a, b)

返回a*b，a与b都为数字。

operator. matmul(a, b)
operator. __matmul__(a, b))

返回a@b。

operator. nge(obj)
operator. __neg__(obj)

返回obj的负值（-obj）。

operator. or(a, b)
operator. __or__(a, b)

a与b按位求或，并返回结果值。

operator. pos(obj)
operator. __pow__(obj)

返回obj的正值（+obj）。

operator. pow(a, b)
operator. __pow__(a, b)

返回a ** b，a与b都为数字。

operator. rshift(a, b)
operator. __rshift__(a, b)

a右移b位，并返回结果值。

operator. sub(a, b)
operator. __sub__(a, b)

返回a – b。

operator. truediv(a, b)
operator. __truediv__(a, b)

返回a / b，并且类似于2/3是0.66而不是0。它也被称为真除法。

operator. xor(a, b)
operator. __xor__(a, b)

a与b按位异或，并返回结果。

06

序列有关操作

  和序列有关的操作（其中的一些也可用于映射），包括：

operator. concat(a, b)
operator. __concat__(a, b)

返回a + b，a与b都为序列。

operator. contains(a, b)
operator. __contains__(a, b)

返回测试b in a的结果。请注意反转操作数。

operator. countof(a, b)

返回b在a中出现的次数。

operator. delitem(a, b)
operator. __delitem__(a, b)

删除a索引b的值。

operator. getitem(a, b)
operator. __getitem__(a, b)

返回a索引b的值。

operator. indexof(a, b)

返回b在a中第一次出现时的索引。

operator. setitem(a, b, c)
operator. __setitem__(a, b, c)

a中索引b的位置上的值设置为c。

operator. length_hint(obj, default=0)

返回对象obj的估算长度。首先试图返回真实的长度，不行的话使用obj.__length_hint__()估算长度，再不行的话返回默认值规定的长度。

07

operator高级操作

operator的高级操作

operator模块也定义了一些广义属性和项目查找的工具。它们常用于为诸如map()、sorted()、itertools. groupby()或其他需要函数作为参数的函数提供参数，该参数为一个高速的字段提取器。

operator7.1 operator. attrgetter(attr)

返回一个对象的属性，该对象能从其操作中捕获attr。如果提供了多个属性，返回一个属性构成的元组。属性名也可以包含符号点。例如：

•••运行 f = attrgetter(‘name’)之后，调用f(b)，返回b.name。

•运行 f = attregetter(‘name’,’date’)之后，调用f(b)，返回(b. name, b.date)。

•运行f =attregetter(‘name.first’, ‘name. last’)之后，调用f(b)，返回(b. name. first, b. name. last)。

等价于：

>>> class Student:
...     def __init__(self, name, grade, age):
...         self.name = name
...         self.grade = grade
...         self.age = age
...     def __repr__(self):
...         return repr((self.name, self.grade, self.age))
>>> student_objects = [
...     Student('john', 'A', 15),
...     Student('jane', 'B', 12),
...     Student('dave', 'B', 10),
... ]
>>> sorted(student_objects, key=lambda student: student.age)   # 传统的lambda做法
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]

>>> from operator import itemgetter, attrgetter
#注意这个地方的妙用
>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'))
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]

# 但是如果像下面这样接受双重比较，Python脆弱的lambda就不适用了
>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('grade', 'age'))
[('john', 'A', 15), ('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12)]

总结：顾名思义，attrgetter()得到的是某一个对象的属性或者是好几个属性组成的元组。

operator高级操作7.2 operator. itemgetter(item)

返回一个可调用对象，该对象可以使用操作__getitem__()方法从自身的操作中捕获item。如果制定了多个items，返回一个由查询值组成的元组。例如：

•运行f =itemgetter(2)，然后调用f(r)，返回r[2]。

•运行g =itemgetter(2, 5, 3)，然后调用g(r)，返回(r[2], r[5], r[3])。

注意：这个地方r是一个可索引的对象，如列表、元组等

等价于：

defitemgetter(*items):
    if len(items) ==1:
        item = items[0]
        defg(obj):
            return obj[item]
    else:
        defg(obj):
            returntuple(obj[item] for item in items)
    return g

Items可以是任何类型，只要该类型可以接受__getitem__()方法的操作（即可以通过“索引”访问值）。比如列表、元组、字符串、或者是自己定义的对象等。列表、元组和字符串接受索引或者片段：

>>>itemgetter(1)('ABCDEFG')
'B'
>>>itemgetter(1,3,5)('ABCDEFG')
('B', 'D','F')
>>>itemgetter(slice(2,None))('ABCDEFG')
'CDEFG'

例如使用itemgetter()从元组记录中取回特定的字段：

>>>inventory = [('apple', 3), ('banana', 2), ('pear', 5), ('orange', 1)]
>>>getcount = itemgetter(1)
>>>list(map(getcount, inventory))
[3, 2, 5,1]
>>>sorted(inventory, key=getcount)
[('orange',1), ('banana', 2), ('apple', 3), ('pear', 5)]

operator高级操作7.3 operator. methodcaller(name[, args…])

返回一个可调用的对象，该对象可以在其操作内调用名为name的方法。如果额外的参数或者关键字参数被给出，它们也会被传递给方法。例如：

•运行 f = methodcaller(‘name’)，调用f(b)，返回b. name()。

•运行 f = methodcaller(‘name’, ‘foo’, bar=1)，调用f(b)，返回b. name(‘foo’, bar=1)。

等价于：

defmethodcaller(name, *args, **kwargs):
    defcaller(obj):
        returngetattr(obj, name)(*args, **kwargs)
    return caller

总结：name相当于是某一个对象的某一个方法；而后面的参数则作为函数的参数使用。

小结

从上面的例子可以看出，不管是attrgetter(‘attr_name’)还是itemgetter(item)。它们跟sorted、map这些高阶函数结合起来使用，可以发挥出比lambda表达式更加神奇的效果。

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我们一起过双旦

2018.12.30

Best Wishes to You

最后，再次感谢一路陪伴的小伙伴，希望2018年每个人都能够收获满满，新的2019年都能够赚的盆满锅满！

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