python - 如何在 Python 3 中模拟 4 位整数？

Question

我想模拟无符号 4 位整数的溢出行为，如下所示:

>>> x, y = Int4(10), Int4(9)
>>> x + y
Int4(3)
>>> x * y
Int4(10)

内置 int 的继承似乎有效。是否可以在不重写像 __add__ 这样的运算符方法的情况下实现 Int4 类？

Answer 1

不，子类化 int 不会在对其应用算术时自动重用该类型:

>>> class Int4(int):
...     def __new__(cls, i):
...         return super(Int4, cls).__new__(cls, i & 0xf)
... 
>>> x, y = Int4(10), Int4(9)
>>> x + y
19
>>> type(x + y)
<type 'int'>

您必须覆盖__add__ 等方法，以便在执行此操作时转换回Int4()。

如果您只想支持类型本身(例如，不支持在此过程中转换其他数字类型)，那么您可以生成其中的大部分:

from functools import wraps

class Int4(int):
    def __new__(cls, i):
        return super(Int4, cls).__new__(cls, i & 0xf)

def add_special_method(cls, name):
    mname = '__{}__'.format(name)
    @wraps(getattr(cls, mname))
    def convert_to_cls(self, other):
        bound_original = getattr(super(cls, self), mname)
        return type(self)(bound_original(other))
    setattr(cls, mname, convert_to_cls)

for m in ('add', 'sub', 'mul', 'floordiv', 'mod', 'pow',
          'lshift', 'rshift', 'and', 'xor', 'or'):
    add_special_method(Int4, m)
    add_special_method(Int4, 'r' + m)  # reverse operation

这产生的方法总是从算术特殊方法返回self 的类型；这也将允许对 Int4 进行进一步的子类化。

演示:

>>> from functools import wraps
>>> class Int4(int):
...     def __new__(cls, i):
...         return super(Int4, cls).__new__(cls, i & 0xf)
... 
>>> def add_special_method(cls, name):
...     mname = '__{}__'.format(name)
...     @wraps(getattr(cls, mname))
...     def convert_to_cls(self, other):
...         bound_original = getattr(super(cls, self), mname)
...         return type(self)(bound_original(other))
...     setattr(cls, mname, convert_to_cls)
... 
>>> for m in ('add', 'sub', 'mul', 'floordiv', 'mod', 'pow',
...           'lshift', 'rshift', 'and', 'xor', 'or'):
...     add_special_method(Int4, m)
...     add_special_method(Int4, 'r' + m)  # reverse operation
... 
>>> x, y = Int4(10), Int4(9)
>>> x + y
3
>>> x * y
10