python - 如何使 math 和 numpy 模块中的现有函数支持用户定义的对象？

Question

我定义了一个我想要基本操作的类，例如 +、-，甚至更高级的数学操作，例如 sin支持。也就是说，我需要为这些基本运算符和数学函数定义一些新规则。

我可以使用 Python 的魔术方法处理基本运算符，如下所示，

class NewObj():

    def __init__(self, *args):
        pass

    def __add__(self, other):
        pass

    def __mul__(self, other):
        pass

    # Use magic methods to define other basic operators below...

我还可以在定义类 NewObj 的同一个 .py 文件中重新定义基本函数，例如

def sin(x):
    pass

并将此文件命名为，比方说，myoperator.py。然后我可以导入这个模块并对 NewObj 对象应用新操作。

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但我还希望 numpy 和 math 中的现有函数支持我的 NewObj 对象，以便 math.sin() 和 numpy.sin() 也支持我新定义的 NewObj 对象。我怎样才能做到这一点？

另一个问题是:是否可以像魔术方法一样将函数封装在我的 NewObj 类中，以便所有内容都写入类数据结构中？

Answer 1

math模块显式记录功能类似于 math.sin总是返回花车。如果你想要math.sin(your_object)返回 NewObj实例而不是 float , 不要那样做。即使你让它工作，它也会让每个人都感到困惑，它会导致初始化顺序错误和其他令人头疼的问题。 (NumPy 有自己的 numpy.sin 而不是试图让 math.sin 支持 NumPy 数组是有原因的。)

如果您同意 math.sin(your_object)返回一个 float ，然后实现一个 __float__将对象转换为 float 的方法:

class NewObj(object):
    ...
    def __float__(self):
        return whatever

math.sin会将您的对象转换为 float ，计算 float 的正弦值，并将正弦值作为 float 返回。

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对于 NumPy，只需实现 sin方法:

class NewObj(object):
    ...
    def sin(self):
        return whatever

numpy.sin将委托(delegate)给您的sin方法。你可以让它返回 NewObj ;没有必要转换到 float 或任何东西。大多数类似的 NumPy 函数将类似地委托(delegate)给方法。也就是说，尝试在 NumPy 数组中使用自定义对象会破坏 NumPy 的大部分效率优势，因此如果您想这样做，您可能需要重新考虑您的设计。